CN209525558U - 一种用于pcb内层板曝光的曝光机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型旨在提供一种用于PCB内层板曝光的曝光机，能够确保PCB内层板正面和背面上曝光的图形位置相对应，包括基板台面和对准系统，位于基板台面下方设有定位机构，包括光源、准直镜头、光阑，PCB内层板置于光阑的上方，光阑上设有至少三个透光孔，透光孔能够确定一个圆，光束分别透过每个透光孔照射到PCB内层板的背面上留下光刻标记，光刻标记用于作为PCB内层板背面上的对位孔，光阑设置在位于基板台面上的标记板的一端，标记板的另一端上设有与光阑上的透光孔相对应的标记点，用于实时监测光阑位置的变化以补偿曝光系统与光刻标记的位置关系。
Description
技术领域
本实用新型涉及数字直写式曝光机领域，具体为一种用于PCB内层板曝光的曝光机。
背景技术
目前PCB行业对PCB内层板曝光时，普遍无可以用于对位的孔或者标记，PCB内层板需要分别对其正面和背面进行曝光，同时需要确保在PCB内层板正面和背面上的图形的位置相对应，传统结构的曝光内层板的装置使用激光技术在PCB内层板的背面烧制标记，该装置与曝光系统有一个固定的位置关系，这样正面的图形就与背面的标记建立了位置关系，曝光背面时对准系统抓取烧制的标记获取相关位置数据后再曝光背面图形，使得PCB内层板的正反两面图形能够对齐。
传统结构的曝光内层板的装置，在曝光对PCB内层板的正面时，仍然无任何参照物，只凭借设备参数盲曝，对正面无任何监测，受外界不稳定因素影响，标记烧制装置与曝光系统的位置关系发生变化，不再是系统设定的固定数值。这会导致正面图形会与背面激光烧制的标记产生错位，并且无规则变化。在该情况下，设备很难实现高精度内层PCB板的生产。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种用于PCB内层板曝光的曝光机旨在解决上述技术问题。
其技术方案是这样的：一种用于PCB内层板曝光的曝光机，包括安装在底座上的可移动的基板台面和设置在所述基板台面上的对准系统，PCB内层板正面朝上背面朝下置于所述基板台面上，其特征在于，位于所述基板台面下方设有定位机构，定位机构包括自下往上顺序设置的光源、准直镜头、光阑，所述PCB内层板置于所述光阑的上方，从所述光源产生的光斑经过所述准直镜头折射为若干平行光束投射到所述光阑上，所述光阑上设有至少三个透光孔，所述透光孔能够确定一个圆，光束分别透过每个透光孔照射到所述PCB内层板的背面上且在所述PCB内层板的背面上对应留下一个光刻标记，光刻标记用于作为PCB内层板背面上的对位孔，所述光阑设置在位于所述基板台面上的标记板的一端，所述标记板的另一端上设有与所述光阑上的透光孔相对应的标记点，所述标记板设有标记点的一端伸出所述基板台面设置。
进一步的，所述基板台面通过多轴运动平台安装在所述底座上，所述多轴运动平台能够带动PCB内层板在三维空间中运动，所述底座上设置有龙门，所述龙门上设有所述对准系统和曝光系统。
进一步的，所述对准系统包括安装在龙门上的固定对准组件和移动对准组件，所述固定对准组件包括固定在所述龙门上的固定对准相机和照明光源，所述固定对准相机的镜头朝下设置，所述移动对准组件包括沿所述龙门设置的滑轨，所述滑轨上设置有能够沿所述滑轨移动的移动对准相机，所述移动对准相机的镜头朝下设置。
进一步的，所述定位机构至少设有三个，定位机构沿基板台面的长度方向的边沿或者沿基板台面的宽度方向的边沿设置。
进一步的，所述透光孔设置有六个，六个所述透光孔分别设置在一个圆的圆周上，所述透光孔在圆周上间隔60度布置。
进一步的，在所述基板台面的边缘处沿所述基板台面的长度方向和宽度方向分别设置有定位标尺，所述PCB内层板通过所述定位标尺定位置于所述基板台面上，所述定位标尺上设有保护槽，标记板设有标记点的一端设置在所述保护槽内。
进一步的，多轴运动平台包括y轴运动组件、x轴运动组件、z轴运动组件，X轴运动组件和y轴运动组件配合能够使得基板台面在平行于底座的平面内移动，z轴运动组件能够使得基板台面上的PCB内层板运动到曝光和对位的焦面。
本实用新型的用于PCB内层板曝光的曝光机，通过在基板台面上设置标记板，标记板伸出基板台面的一端上设置有标记点，对准系统对基板台面上的标记点进行拍照，获取标记点的实际位置的坐标，获取标记点的实际位置的坐标与经多轴运动平台移动后标记点的理论位置的坐标的误差，从而得到对准系统与标记点实际位置的关系，再由对准系统与曝光系统的位置关系进而得到曝光系统与标记点实际位置的关系，根据曝光系统与标记点实际位置的关系调整PCB内层板的正面上所需曝光的图形的位置参数，当因为发生热胀冷缩或者磨损的情况，导致光刻标记与曝光系统的位置关系发生变化，使得正面图形会与背面激光烧制的光刻标记产生错位，通过标记点可以实时监控光刻标记与曝光系统的位置关系变化并进行位置补偿，确保高精度PCB内层板的生产，因为标记点与光阑设置在一个零件标记办事，位置关系稳定，对准系统获取了标记点的实时位置，也即获取了背面光刻标记的实时位置，从而规避了众多因素导致的曝光系统与背面光刻标记的位置误差，使得曝光系统的正面图形与背面的光刻标记的位置关系始终稳定，而背面的光刻标记用于背面图形的定位，从而保证了正面与背面图形的高精度位置对应关系；
标记板位于基板台面内侧的一端设置有定位机构的光阑，定位机构通过光源发光，经过准直镜头、光阑，照射到PCB内层板的背面，在PCB内层板的背面上留下光刻标记，其与曝光系统有稳定的位置关系，从而PCB内层板的正面的图形就与背面的标记建立了位置关系，PCB内层板背面曝光时对准系统抓取光刻标记获取相关位置数据后再曝光背面图形，使得PCB内层板的正反两面图形能够对齐。
附图说明
图1为本实用新型的用于PCB内层板曝光的曝光机的部分结构的俯视示意图；
图2为图1中A处的放大示意图；
图3为本实用新型的标记板安装在基板台面上的半剖结构示意图；
图4为本实用新型的定位机构的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
见图1、图2、图3、图4，本实用新型的一种用于PCB内层板曝光的曝光机，基板台面1通过多轴运动平台安装在底座2上，多轴运动平台能够带动PCB内层板3在三维空间中运动，底座2上设置有龙门4，龙门4上设有对准系统7和曝光系统8，PCB内层板3正面朝上背面朝下置于基板台面1上，位于基板台面1下方设有定位机构5，定位机构包括自下往上顺序设置的光源51、准直镜头52、光阑53，PCB内层板3置于光阑的上方，从光源51产生的光斑经过准直镜头52折射为若干平行光束投射到光阑53上，光阑 53上设置有六个透光孔54，六个透光孔54分别设置在一个圆的圆周上，透光孔54在圆周上间隔60度布置，光束分别透过每个透光孔54照射到PCB内层板3的背面上且在 PCB内层板3的背面上对应留下一个光刻标记，光刻标记用于作为PCB内层板背面上的对位孔，光阑53设置在位于基板台面1上的标记板6的一端，标记板6的另一端上设有与光阑53上的透光孔相对应的标记点7，标记板6设有标记点7的一端伸出基板台面1设置，在基板台面1的边缘处沿基板台面1的长度方向和宽度方向分别设置有定位标尺9， PCB内层板3通过定位标尺9定位置于基板台面1上，标记板6设有标记点7的一端设置在定位标尺9上的保护槽91内。
对准系统7包括安装在龙门4上的固定对准组件和移动对准组件，固定对准组件包括固定在龙门上的固定对准相机71和照明光源，固定对准相机71的镜头朝下设置，移动对准组件包括沿龙门4设置的滑轨72，滑轨72上设置有能够沿滑轨72移动的移动对准相机73，移动对准相机73的镜头朝下设置。
定位机构5沿基板台面的长度方向的边沿或者沿基板台面的宽度方向的边沿设置，其数量根据PCB内层板的尺寸设置，在本实施例中，定位机构5共设置有9个，对应标记板6也设置有9个，标记板6外侧的标记点7也对应设置有9处。
多轴运动平台包含了y轴运动组件、x轴运动组件、z轴运动组件，通常，x轴运动组件平行于底座的宽度方向设置，y轴运动组件平行于底座的长度方向设置，z轴垂直于底座所在平面设置，X轴运动组件和y轴运动组件配合能够使得基板台面在平行于底座的平面内移动，z轴运动组件能够使得基板台面上的PCB内层板运动到曝光和对位的焦面。
在本实施例中，采用光源在PCB内层板上照射得到光刻标记，以光刻标记确定的圆的圆心作为对位孔的圆心在衬底上设置对位孔，将透光孔设置有六个，六个透光孔分别设置在一个圆的圆周上，每个透光孔在圆周上间隔60度布置，从而使得光刻标记也对也间隔60度布置，光刻标记用于作为PCB内层板背面上的对位孔，PCB内层板贴着光阑设置在光阑上方，距离很近，以保证标记透过的光束可以更高质量的烧制在PCB内层板上。
得到的对位孔的精度高，从而确保光刻工艺中PCB内层板上印刷的构图的位置准确度高，使得对位孔能够实现对PCB内层板的背面上印刷的构图的高精度定位。
以下具体描述采用上述的曝光机对PCB内层板进行对准曝光的方法，包括以下步骤：
步骤S1：正面位置调整及曝光：通过多轴运动平台将承载有PCB内层板的基板台面移动到对准系统下方，定位机构的光源发光，经过准直镜头、光阑在PCB内层板的背面上留下光刻标记，每个定位机构对应的光刻标记能够确定一个对位点的位置，同时对准系统对基板台面上的标记点进行拍照，获取标记点的实际位置的坐标，获取标记点的实际位置的坐标与经多轴运动平台移动后标记点的理论位置的坐标的误差，从而得到对准系统与标记点实际位置的关系，再对准系统与曝光系统的位置关系进而得到曝光系统与标记点实际位置的关系，根据曝光系统与标记点实际位置的关系调整PCB内层板的正面上所需曝光的图形的位置参数，使得PCB内层板的正面图形与背面的光刻标记位置关系保持不变；
通过标记点可以实时监控光刻标记与曝光系统的位置关系变化并进行位置补偿，确保高精度PCB内层板的生产，因为标记点与光阑设置在一个零件标记办事，位置关系稳定，对准系统获取了标记点的实时位置，也即获取了背面光刻标记的实时位置，从而规避了众多因素导致的曝光系统与背面光刻标记的位置误差，使得曝光系统的正面图形与背面的光刻标记的位置关系始终稳定，而背面的光刻标记用于背面图形的定位，从而保证了正面与背面图形的高精度位置对应关系；
定位机构的光源发光，经过准直镜头、光阑在PCB内层板的背面上留下光刻标记，每个定位机构对应的光刻标记能够确定一个对位点的位置，基板台面继续移动，通过曝光系统进行PCB内层板的正面的曝光；
步骤S2：翻面：将PCB内层板翻转，使得PCB内层板的背面朝上；
步骤S3：背面曝光；通过多轴运动平台将承载有PCB内层板的基板台面移动到对准系统下方，开启照明光源照射PCB内层板，使得PCB内层板背面上的对位点在照明光源照射下显现；通过固定对位相机抓取PCB内层板左上角的对位点，移动对位相机移动抓取基板台面的宽度方向上的其他对位点，多轴运动平台在基板台面的长度方向上继续运动，固定相机再抓取长度方向上的其他对位点，通过抓取至少3个不在一条直线上的对位点完成对PCB内层板的背面的定位，通过对位点确保PCB内层板的正面和背面上曝光的图形的位置相对应，然后基板台面继续移动，通过曝光系统进行PCB内层板的背面的曝光。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.一种用于PCB内层板曝光的曝光机，包括安装在底座上的可移动的基板台面和设置在所述基板台面上的对准系统，PCB内层板正面朝上背面朝下置于所述基板台面上，其特征在于：位于所述基板台面下方设有定位机构，定位机构包括自下往上顺序设置的光源、准直镜头、光阑，所述PCB内层板置于所述光阑的上方，从所述光源产生的光斑经过所述准直镜头折射为若干平行光束投射到所述光阑上，所述光阑上设有至少三个透光孔，所述透光孔能够确定一个圆，光束分别透过每个透光孔照射到所述PCB内层板的背面上且在所述PCB内层板的背面上对应留下一个光刻标记，光刻标记用于作为PCB内层板背面上的对位孔，所述光阑设置在位于所述基板台面上的标记板的一端，所述标记板的另一端上设有与所述光阑上的透光孔相对应的标记点，所述标记板设有标记点的一端伸出所述基板台面设置，所述对准系统对所述标记点拍照获取标记点的位置，用于实时监测光阑位置的变化以补偿曝光系统与光刻标记的位置关系。
2.根据权利要求1所述的一种用于PCB内层板曝光的曝光机，其特征在于：位所述基板台面通过多轴运动平台安装在所述底座上，所述多轴运动平台能够带动PCB内层板在三维空间中运动，所述底座上设置有龙门，所述龙门上设有所述对准系统和曝光系统。
3.根据权利要求2所述的一种用于PCB内层板曝光的曝光机，其特征在于：所述对准系统包括安装在龙门上的固定对准组件和移动对准组件，所述固定对准组件包括固定在所述龙门上的固定对准相机和照明光源，所述固定对准相机的镜头朝下设置，所述移动对准组件包括沿所述龙门设置的滑轨，所述滑轨上设置有能够沿所述滑轨移动的移动对准相机，所述移动对准相机的镜头朝下设置。
4.根据权利要求1所述的一种用于PCB内层板曝光的曝光机，其特征在于：所述定位机构至少设有三个，定位机构沿基板台面的长度方向的边沿或者沿基板台面的宽度方向的边沿设置。
5.根据权利要求1所述的一种用于PCB内层板曝光的曝光机，其特征在于：所述透光孔设置有六个，六个所述透光孔分别设置在一个圆的圆周上，所述透光孔在圆周上间隔60度布置。
6.根据权利要求1所述的一种用于PCB内层板曝光的曝光机，其特征在于：在所述基板台面的边缘处沿所述基板台面的长度方向和宽度方向分别设置有定位标尺，所述PCB内层板通过所述定位标尺定位置于所述基板台面上，所述定位标尺上设有保护槽，标记板设有标记点的一端设置在所述保护槽内。
7.根据权利要求1所述的一种用于PCB内层板曝光的曝光机，其特征在于：多轴运动平台包括y轴运动组件、x轴运动组件、z轴运动组件，X轴运动组件和y轴运动组件配合能够使得基板台面在平行于底座的平面内移动，z轴运动组件能够使得基板台面上的PCB内层板运动到曝光和对位的焦面。
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