CN114779596B - 一种高精度双面曝光机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度双面曝光机，属于曝光设备技术领域，其包括：工件进出模块，用于将工件运输至上下夹紧工作模块中；上下夹紧模块，用于将工件夹紧于上掩膜版和下掩膜版之间；下光源模块，位于上下夹紧模块的下方，用于对工件的下表面进行曝光；上光源模块，位于上下夹紧模块的上方，用于对工件的上表面进行曝光，下光源模块和上光源模块同时进行曝光；所述上下夹紧模块包括底座、下压紧板、上下运动板、上压紧板、顶板、驱动装置和上下运动轴，上压紧板的中心设有上掩膜版，下压紧板的中心设有下掩膜版，上掩膜版安装于弹片上，下掩膜版安装于调节块上。本发明涉及的高精度双面曝光机结构更加简单、占地面积更小，精度更高，成本非常低廉。

Description

一种高精度双面曝光机

技术领域

本发明属于曝光设备技术领域，尤其涉及一种高精度双面曝光机。

背景技术

曝光机是指通过开启光源发出光，将胶片或其他透明体上的图像信息转移到涂有感光物质的表面上的机器设备。曝光机有单面曝光机和双面曝光机，双面曝光机相对于单面曝光机多增加了一个翻转机构使感光物质翻转至背面进行曝光。传统双面曝光机如授权公告号为CN207908856U的中国专利公开的一种双面曝光机，包括第一曝光机构、第二曝光机构和翻转机构，所述第一曝光机构包括第一曝光装置和滑动设置于第一曝光装置下方的第一曝光平台，第一曝光平台设置有第一摄像对位装置，所述第二曝光机构包括第二曝光装置和滑动设置于第二曝光装置下方的第二曝光平台，所述第二曝光平台设置有第二摄像对位装置。

上述传统的双面曝光机需要在第一曝光机构和第二曝光机构之间设置翻转机构，工件的两面曝光分两个工序完成，曝光效率低，双面曝光机本身结构复杂、占地面积大，故障率高；在第一曝光机构曝光后需要通过翻转机构翻转并运输至第二曝光机构内进行第二次曝光，导致工件正反面曝光无法完全对应，曝光精度低，上掩膜版和下掩膜版更换步骤复杂，导致更换图样不够灵活。

目前也有双面同时曝光的双面曝光机，但是其上下对位调节结构复杂，占地面积大；上下掩膜版压紧方式为刚性接触，没有自适应装置，精度依靠机械加工精度，因此精度低，成本高。

发明内容

本发明提供了一种高精度双面曝光机，以解决传统双面曝光机占地面积大、曝光精度低、曝光效率低，成本高等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

本发明涉及一种高精度双面曝光机，其包括：

工件进出模块，用于将工件运输至上下夹紧工作模块中；

上下夹紧模块，用于将工件夹紧于上掩膜版和下掩膜版之间；

下光源模块，位于上下夹紧模块的下方，用于对工件的下表面进行曝光；

上光源模块，位于上下夹紧模块的上方，用于对工件的上表面进行曝光；

所述的下光源模块和上光源模块同时进行曝光。

优选地，所述的上下夹紧模块包括底座、下压紧板、上下运动板、上压紧板、顶板、驱动装置和上下运动轴；所述的上下运动轴设置在底座和顶板之间，上下运动板与上下运动轴滑动连接，下压紧板安装于底座的上表面，上压紧板安装于上下运动板上，驱动装置固定于顶板上用于驱动上下运动板沿着上下运动轴滑动，上压紧板的中心设有上掩膜版，下压紧板的中心设有下掩膜版，上掩膜版和下掩膜版上下对应；所述的底座的中心设有与下掩膜版位置对应的镂空部，顶板的中心设有与上掩膜版位置对应的镂空部。

优选地，所述的上压紧板包括弹片和上掩膜版安装块，上掩膜版安装块安装于弹片的中心位置，所述的上掩膜版安装于上掩膜版安装块的中心位置；所述的下压紧板包括调节块和下掩膜版安装块，下掩膜版安装块安装于调节块的中心位置，所述的下掩膜版安装于下掩膜版安装块的中心位置。

优选地，所述的调节块的四周设有调节机构，调节机构包括三个微分头和三个弹簧锁紧单元，其中一个微分头设置于调节块的Y轴方向，另两个微分头间隔设置于调节块的X轴方向，所述的弹簧锁紧单元与微分头一一对应，且设置于对应微分头的相对的一侧，弹簧锁紧单元上均配有用于将其锁紧的弹簧锁紧块。

优选地，所述的上下运动轴包括光轴和C型轴承，C型轴承的外圈包裹有C型轴承安装块，C型轴承通过C型轴承安装块与光轴紧密接触，并且使得C型轴承与光轴滑动连接；所述的上下运动板与所述的C型轴承安装块固定。

优选地，所述的工件进出模块包括：

Y轴同步带运料装置，用于沿Y轴方向运输工件；

Z轴吸盘运料装置，用于取放Y轴同步带运料装置上的工件；

X轴气缸运料装置，用于沿X轴方向将Z轴吸盘运料装置吸取的工件送入上下夹紧模块内以及沿X轴方向将曝光后的工件从上下夹紧模块中取出。

优选地，所述的Y轴同步带运料装置包括电机、同步带、导轨、滑块和运料板，所述的同步带张紧连接于导轨内，同步带与电机驱动连接，所述的滑块与导轨滑动连接，滑块还与同步带连接，所述的运料板固定于滑块的上表面。

优选地，所述的X轴气缸运料装置包括第一气缸和三节导轨，所述的三节导轨沿着X轴方向设置，三节导轨通过若干支撑腿固定于Y轴同步带运料装置的上方，所述的第一气缸沿着X轴方向设置；所述的Z轴吸盘运料装置通过Z轴连接板固定于三节导轨的最内侧的一节导轨上，Z轴吸盘运料装置还与第一气缸的伸缩部连接。

优选地，所述的Z轴吸盘运料装置包括吸盘固定板、吸盘和第二气缸，所述的第二气缸安装于Z轴连接板上，所述的吸盘固定板与第二气缸的伸缩部连接，所述的吸盘设置多个并均匀布置于吸盘固定板的下表面。

优选地，所述的上光源模块和下光源模块对称设置于上下夹紧模块的上下侧，所述的下光源模块包括下透镜、下透镜安装座、下光源版、下散热底座和下散热风扇，所述的下散热风扇安装于下散热底座的底部，所述的下光源版固定于下散热底座的上表面，所述的下透镜安装座固定于下光源版的上方，所述的下透镜均匀的安装于下透镜安装座内；所述的上光源模块包括上透镜、上透镜安装座、上光源版、上散热底座和上散热风扇，所述的上散热风扇安装于上散热底座的顶部，所述的上光源版固定于上散热底座的下表面，所述的上透镜安装座固定于上光源版的下方，所述的上透镜均匀的安装于上透镜安装座内。

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1.本发明涉及的高精度双面曝光机将上光源模块和下光源模块分别设置于上下夹紧模块的上方和下方，通过上下夹紧模块夹紧工件后，上、下光源模块同时对工件进行曝光，双面曝光机无需设置翻转机构，有助于提高双面曝光的曝光效率，使得双面曝光机占地面积更小，结构更加简单。

2.本发明涉及的高精度双面曝光机的上下夹紧模块包括上、下压紧板，上压紧板包括弹片和上掩膜版安装块，上掩膜版安装块安装于弹片的中心位置，所述的上掩膜版安装于上掩膜版安装块的中心位置，下压紧板包括调节块和下掩膜版安装块，下掩膜版安装块安装于调节块的中心位置，所述的下掩膜版安装于下掩膜版安装块的中心位置，使用前通过上下运动板将上掩膜版和下掩膜版压紧，由于上掩膜版是安装在弹片上的，压紧过程中，上掩膜版能够根据下掩膜版的位置进行微调，使得上掩膜版和下掩膜版完全压紧，上下图形对应，有助于提高双面曝光精度，曝光精度可达2微米以内。

附图说明

图1是本发明涉及的高精度双面曝光机的内部结构图；

图2是本发明涉及的高精度双面曝光机的外部结构图；

图3是本发明涉及的工件进出模块的俯视图；

图4是本发明涉及的工件进出模块的立体图；

图5是本发明涉及的Z轴吸盘运料装置的立体图；

图6是本发明涉及的上下夹紧模块的立体图；

图7是本发明涉及的下压紧板的俯视图；

图8是本发明涉及的上压紧板的立体图；

图9是本发明涉及的上下运动轴的立体图；

图10是本发明涉及的下光源模块的立体图；

图11是本发明涉及的上光源模块的立体图。

图示说明：1-显示灯，2-配电箱，3-进出料窗口，4-操作按钮，5-上下夹紧模块进出门，6-下光源模块，61-下透镜，62-下光源版，63-下散热底座，64-下散热风扇，65-下透镜安装座，7-工件进出模块，71-Y轴同步带运料装置，711-电机，712-导轨，713-同步带，714-滑块，715-运料板，72-X轴气缸运料装置，720-支撑腿，721-第一气缸，722-三节导轨，73-Z轴吸盘运料装置，731-吸盘固定板，732-吸盘，733-Z轴连接板，734-第二气缸，8-上光源模块，81-上透镜，82-上光源版，83-上散热底座，84-上散热风扇，85-上透镜安装座，9-上下夹紧模块，90-底座，91-驱动装置，92-上压紧板，921-弹片，922-上掩膜版安装块，923-上掩膜版，93-上下运动板，94-上下运动轴，941-光轴，942-C型轴承，943-C型轴承安装块，95-下压紧板，951-弹簧锁紧块，952-弹簧锁紧单元，953-下掩膜版安装块，954-微分头，955-下掩膜版，956-调节块，96-顶板。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参照附图1和2所示，本发明涉及一种高精度双面曝光机包括工件进出模块7、上下夹紧模块9、下光源模块6和上光源模块8，进出模块7、上下夹紧模块9、下光源模块6和上光源模块8均设置在配电箱2内。

参照附图1、3～5所示，所述的工件进出模块7用于将工件运输至上下夹紧工作模块9中；工件进出模块7又包括Y轴同步带运料装置71、X轴气缸运料装置72和Z轴吸盘运料装置73。

参照附图3～5所示，所述的Y轴同步带运料装置71用于沿Y轴方向运输工件，所述的Y轴同步带运料装置71包括电机711、同步带713、导轨712、滑块714和运料板715，所述的同步带713张紧连接于导轨712内，同步带713与电机711驱动连接，所述的滑块714与导轨712滑动连接，滑块714还与同步带713连接，所述的运料板715固定于滑块714的上表面。

所述的Z轴吸盘运料装置73用于取放Y轴同步带运料装置71上的工件，所述的X轴气缸运料装置72用于沿X轴方向将Z轴吸盘运料装置73吸取的工件送入上下夹紧模块9内以及沿X轴方向将曝光后的工件从上下夹紧模块9中取出。所述的X轴气缸运料装置72包括第一气缸721和三节导轨722，三节导轨722沿着X轴方向设置，三节导轨722通过若干支撑腿720固定于Y轴同步带运料装置71的上方，第一气缸721沿着X轴方向设置，Z轴吸盘运料装置73通过Z轴连接板733固定于三节导轨722的最内侧的一节导轨上，Z轴吸盘运料装置73还与第一气缸721的伸缩部连接。所述的Z轴吸盘运料装置73包括吸盘固定板731、吸盘732和第二气缸734，第二气缸734安装于Z轴连接板733上，吸盘固定板731与第二气缸734的伸缩部连接，吸盘732设置多个并均匀布置于吸盘固定板731的下表面。

参照附图6～9所示，所述的上下夹紧模块9用于将工件夹紧于上掩膜版和下掩膜版之间。所述的上下夹紧模块9包括底座90、下压紧板95、上下运动板93、上压紧板92、顶板96、驱动装置91和上下运动轴94；所述的上下运动轴94设置在底座90和顶板96之间，上下运动轴94包括光轴941和C型轴承942，C型轴承942的外圈包裹有C型轴承安装块943，C型轴承942通过C型轴承安装块943与光轴941紧密接触，并且使得C型轴承942与光轴941滑动连接。所述的上下运动板93与C型轴承安装块943固定，进而使得上下运动板93与上下运动轴94滑动连接。下压紧板95安装于底座90的上表面，上压紧板92安装于上下运动板93上，驱动装置91为气缸，其固定于顶板96上用于驱动上下运动板93沿着上下运动轴94滑动，上压紧板92的中心设有上掩膜版923，下压紧板95的中心设有下掩膜版955，上掩膜版923和下掩膜版955上下对应。所述的底座90的中心设有与下掩膜版955位置对应的镂空部，以便下光源模块6发出的光源可以透过底座90；所述的顶板96的中心设有与上掩膜版923位置对应的镂空部，以便上光源模块8发出的光源可以透过顶板96。

上压紧板92和下压紧板95的具体结构如下：所述的上压紧板92包括弹片921和上掩膜版安装块922，上掩膜版安装块922安装于弹片921的中心位置，上掩膜版923安装于上掩膜版安装块922的中心位置；所述的下压紧板95包括调节块956和下掩膜版安装块953，下掩膜版安装块953安装于调节块956的中心位置，下掩膜版955安装于下掩膜版安装块953的中心位置，调节块956的四周设有调节机构，调节机构包括三个微分头954和三个弹簧锁紧单元952，其中一个微分头954设置于调节块956的Y轴方向，用于向Y轴的正反方向微调调节块956的位置，另两个微分头954间隔设置于调节块956的X轴方向，用于向X轴的正反方向微调调节块956的位置以及通过两个微分头954的不同行程长度调整调节块956的角度，弹簧锁紧单元952与微分头954一一对应，且设置于对应微分头954的相对的一侧，弹簧锁紧单元952上均配有用于将其锁紧的弹簧锁紧块951。

参照附图10和11所示，所述的下光源模块6位于上下夹紧模块9的下方，用于对工件的下表面进行曝光；上光源模块8位于上下夹紧模块9的上方，用于对工件的上表面进行曝光。所述的上光源模块8和下光源模块6对称设置于上下夹紧模块9的上下侧，为了保证曝光效果，上光源模块8和下光源模块6的光应为平行光，光的发散角小于5°，根据上光源模块8和下光源模块6的发散角与实际需要的工作区域计算结果得出，上光源模块8和下光源模块6到上、下掩膜版距离为850mm，下光源模块6和上光源模块8可同时进行曝光。

所述的下光源模块6包括下透镜61、下透镜安装座65、下光源版62、下散热底座63和下散热风扇64，下散热风扇64安装于下散热底座63的底部，下光源版62固定于下散热底座63的上表面，下透镜安装座65固定于下光源版62的上方，下透镜61均匀的安装于下透镜安装座65内；所述的上光源模块8包括上透镜81、上透镜安装座85、上光源版82、上散热底座83和上散热风扇84，上散热风扇84安装于上散热底座83的顶部，上光源版82固定于上散热底座83的下表面，上透镜安装座85固定于上光源版82的下方，上透镜81均匀的安装于上透镜安装座85内。所述的下透镜61和上透镜81是为了实现平行光，使得光的发散角小于5°；下光源版62和上光源版82上排列着LED灯作为光源，下光源版62和上光源版82在工作30s曝光后产生热量50mj/cm²，为防止光源版持续工作温度过高而烧毁，则需要散热，本实施例借助下散热风扇64和上散热风扇84对下光源版62和上光源版82进行风冷。

参照附图2所示，配电箱2上设有显示灯1和操作按钮4，显示灯1分别为红黄绿灯，红灯为报警，黄灯为待机，绿灯为正常工作中；操作按钮4分别为红黄绿，绿色为启动，黄色为复位，红色为急停。配电箱2对应Y轴同步带运料装置72的位置设有进出料窗口3；配电箱2对应上下夹紧模块9的位置设有上下夹紧模块进出门5，通过上下夹紧模块进出门5可方便地跟换上下夹紧模块9上的上掩膜版923和下掩膜版955。

上述高精度双面曝光机的使用方法是：

1)更换上下夹紧模块9上的上掩膜版923和下掩膜版955，将上掩膜版923固定于上掩膜版安装块922的中心，将下掩膜版955固定于下掩膜版安装块953的中心，上掩膜版923下压位置是固定的，调节时断开气源，在下压的过程中，当两块掩膜版接触后，上下板之间仍有0.5mm的间隙，此时由于上掩膜版安装块922由于重力继续向下压，弹片921处于拉伸状态，弹片921具有软性调节能力，使得两块掩膜版紧密接触，调节下掩膜版955位置，通过显微镜观察，灵活应用三个微分头954，可调节X轴的位置、Y轴的位置与下掩膜版955的角度，将上掩膜版923与下掩膜版955上的2微米十字对位线96重合，调整完后锁紧弹簧锁紧块951，再将通过螺钉将调节块956固定。

2)采用工件进出模块7进料：将工件放置在Y轴同步带运料装置71上，Y轴同步带运料装置71沿着Y轴方向运输工件，使得工件位于Z轴吸盘运料装置72的下方；第二气缸734向下移动吸盘固定板731使得吸盘732与工件接触，吸盘732吸住工件后第二气缸734回至原位，提升工件；第一气缸721启动并推动Z轴吸盘运料装置72沿着X轴方向运动，使得工件到达上下夹紧模块9内，吸盘732松开工件，使得工件位于下掩膜版955和上掩膜版923之间；

3)驱动装置91驱动上下运动板93，使得上掩膜版923向下运动并与上掩膜版923共同将工件夹紧，下光源模块6和上光源模块8同时进行曝光；

4)曝光后，采用工件进出模块7将工件取出。

以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种高精度双面曝光机，其特征在于：其包括：

工件进出模块，用于将工件运输至上下夹紧工作模块中；

上下夹紧模块，用于将工件夹紧于上掩膜版和下掩膜版之间；所述的上下夹紧模块包括底座、下压紧板、上下运动板、上压紧板、顶板、驱动装置和上下运动轴；所述的上下运动轴设置在底座和顶板之间，上下运动板与上下运动轴滑动连接，下压紧板安装于底座的上表面，上压紧板安装于上下运动板上，驱动装置固定于顶板上用于驱动上下运动板沿着上下运动轴滑动，上压紧板的中心设有上掩膜版，下压紧板的中心设有下掩膜版，上掩膜版和下掩膜版上下对应；所述的底座的中心设有与下掩膜版位置对应的镂空部，顶板的中心设有与上掩膜版位置对应的镂空部；所述的上压紧板包括弹片和上掩膜版安装块，上掩膜版安装块安装于弹片的中心位置，所述的上掩膜版安装于上掩膜版安装块的中心位置；所述的下压紧板包括调节块和下掩膜版安装块，下掩膜版安装块安装于调节块的中心位置，所述的下掩膜版安装于下掩膜版安装块的中心位置；所述的上下运动轴包括光轴和C型轴承，C型轴承的外圈包裹有C型轴承安装块，C型轴承通过C型轴承安装块与光轴紧密接触，并且使得C型轴承与光轴滑动连接；所述的上下运动板与所述的C型轴承安装块固定；

下光源模块，位于上下夹紧模块的下方，用于对工件的下表面进行曝光；

上光源模块，位于上下夹紧模块的上方，用于对工件的上表面进行曝光；

所述的上光源模块和下光源模块对称设置于上下夹紧模块的上下侧，上光源模块和下光源模块到上、下掩膜版距离为850mm，所述的下光源模块包括下透镜、下透镜安装座、下光源版、下散热底座和下散热风扇，所述的下散热风扇安装于下散热底座的底部，所述的下光源版固定于下散热底座的上表面，所述的下透镜安装座固定于下光源版的上方，所述的下透镜均匀的安装于下透镜安装座内；所述的上光源模块包括上透镜、上透镜安装座、上光源版、上散热底座和上散热风扇，所述的上散热风扇安装于上散热底座的顶部，所述的上光源版固定于上散热底座的下表面，所述的上透镜安装座固定于上光源版的下方，所述的上透镜均匀的安装于上透镜安装座内，下透镜和上透镜使得光的发散角小于5°；所述的下光源模块和上光源模块同时进行曝光。

2.根据权利要求1所述的高精度双面曝光机，其特征在于：所述的调节块的四周设有调节机构，调节机构包括三个微分头和三个弹簧锁紧单元，其中一个微分头设置于调节块的Y轴方向，另两个微分头间隔设置于调节块的X轴方向，所述的弹簧锁紧单元与微分头一一对应，且设置于对应微分头的相对的一侧，弹簧锁紧单元上均配有用于将其锁紧的弹簧锁紧块。

3.根据权利要求1所述的高精度双面曝光机，其特征在于：所述的工件进出模块包括：

Y轴同步带运料装置，用于沿Y轴方向运输工件；

Z轴吸盘运料装置，用于取放Y轴同步带运料装置上的工件；

X轴气缸运料装置，用于沿X轴方向将Z轴吸盘运料装置吸取的工件送入上下夹紧模块内以及沿X轴方向将曝光后的工件从上下夹紧模块中取出。

4.根据权利要求3所述的高精度双面曝光机，其特征在于：所述的Y轴同步带运料装置包括电机、同步带、导轨、滑块和运料板，所述的同步带张紧连接于导轨内，同步带与电机驱动连接，所述的滑块与导轨滑动连接，滑块还与同步带连接，所述的运料板固定于滑块的上表面。

5.根据权利要求4所述的高精度双面曝光机，其特征在于：所述的X轴气缸运料装置包括第一气缸和三节导轨，所述的三节导轨沿着X轴方向设置，三节导轨通过若干支撑腿固定于Y轴同步带运料装置的上方，所述的第一气缸沿着X轴方向设置；所述的Z轴吸盘运料装置通过Z轴连接板固定于三节导轨的最内侧的一节导轨上，Z轴吸盘运料装置还与第一气缸的伸缩部连接。

6.根据权利要求5所述的高精度双面曝光机，其特征在于：所述的Z轴吸盘运料装置包括吸盘固定板、吸盘和第二气缸，所述的第二气缸安装于Z轴连接板上，所述的吸盘固定板与第二气缸的伸缩部连接，所述的吸盘设置多个并均匀布置于吸盘固定板的下表面。