一种提高FPCB曝光速度的装置及加工方法与流程

一种提高fpcb曝光速度的装置及加工方法
技术领域
1.本发明属于柔性印刷电路板（fpcb）加工领域，涉及一种柔性印刷电路板曝光装置，具体涉及一种提高fpcb曝光速度的装置及加工方法。


背景技术：

2.fpcb（flexible printed circuit board）材料柔软，质地轻盈、构型为极薄／极轻的结构，材料可以经多次挠曲而不会出现断裂状况，相对于刚性印刷电路板来说它可曲可挠、体积更小、重量更轻，在电子产品中起了导通和桥梁作用，使产品性能更好，体积更小。fpcb的生产工序一般为：工型冲孔、涂布、曝光、显影、蚀刻、退膜、化锡、自动光学监测、油墨印刷、分切、电路检测与最终清洗包装。其中曝光工序是将光致抗蚀剂涂覆在基材表面后，利用光照将掩模版上的图形经过光学系统后投影到光致抗蚀剂上，导致其发生化学反应，以实现设计图形的转移。
3.在传统的fpcb曝光过程中，fpcb在停止后，压紧、定位和曝光操作依次进行，每块电路板整个曝光时间约6s左右，效率较低，需要进购多台fpcb曝光设备，否则曝光速度不能与其他加工流程的加工速度相匹配，严重影响生产线整体加工速度。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明的目的是为了提高以卷对卷（roll to roll）生产方式的fpcb制造过程中的曝光速度，提出一种提高fpcb曝光速度的装置，用于在不同加工区域同时进行压紧、定位和曝光操作，以提高曝光速度，大幅度提高fpcb生产效率。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种提高fpcb曝光速度的装置，其特征在于：包括两个拖料滚轮和设于两个拖料滚轮之间的定位曝光加工装置；所述定位曝光加工装置包括正多棱柱加工平台、掩模板、定位光源、曝光光源和驱动正多棱柱加工平台绕其中心旋转的驱动装置，所述正多棱柱加工平台的每个平面均均为一个加工面，每个加工面设有一个通过二维移动机构安装的加工平板，所述加工平板上设有若干用于压紧fpcb的抽气孔以及与定位光源相配合的ccd相机；两个拖料滚轮用于输送fpcb，fpcb两侧设有若干与定位光源及ccd相机配合的定位孔，通过选择两个拖料滚轮的相对位置角度，使得fpcb贴合在正多棱柱加工平台的两个相邻加工面上，沿着fpcb输送方向，第一个加工面为压紧工位，第二加工面为定位曝光工位；所述定位光源和曝光光源均设于定位曝光工位的掩模板上方，所述掩模板设于加工平板正上方。
6.进一步地，所述定位光源下方设有滤光镜头，所述滤光镜头对定位光源进行滤光，防止定位光源对曝光造成影响。
7.进一步地，所述掩模板通过掩模放置平台安装在曝光光源下方。
8.进一步地，所述正多棱柱加工平台为正六棱柱加工平台。
9.进一步地，所述驱动装置为电机。
10.本发明还提供一种提高fpcb曝光速度的加工方法，采用上述任意一项所述的装置，其特征在于，提高fpcb曝光速度的加工方法包括以下步骤：s1：待加工的fpcb通过两个拖料滚轮拖动间歇式输送，当fpcb移动到压紧工位的加工面时，压紧工位的加工平板上的抽气孔开设抽气，将fpcb吸附在加工平板上；s2：当fpcb完成抽气压紧后，正多棱柱加工平台和拖料滚轮同时转动，使得已经通过抽气压紧的加工平板移动到定位曝光工位；开启定位光源，定位光源通过掩膜投影mark图像，透过定位孔后被ccd相机，ccd相机根据预设的mark图像判断定位孔偏移情况，然后通过二维移动机构微移动该工位的加工平板，使得fpcb位于允许范围内；s3:当fpcb完成定位操作后，曝光光源开启，进行曝光操作，同时新的fpcb运动到压紧工位，压紧工位按照步骤s1完成对fpcb压紧动作；s4：当定位曝光工位上的fpcb完成曝光操作后，处于定位曝光工位的加工平板上的抽气孔停止抽气，正多棱柱加工平台再次旋转一个工位，压紧工位执行步骤s1操作，定位曝光工位执行步骤s2至步骤s4，重复循环，实现fpcb连续曝光加工。
11.进一步优选的，根据实际的加工速度或形状要求，可将正多棱柱加工平台改为正五棱柱、正六棱柱、正八棱柱等。此外，通过改变拖料滚轮位置，可以实现在加工过程中，fpcb与更多的加工平板接触，从而对更多待加工fpcb同时进行压紧定位操作。
12.进一步优选的，为了避免fpcb在正多棱柱加工平台的转角处产生折痕，正多棱柱加工平台的转角处采用圆弧过渡。
13.本发明有意效果如下：本发明将现有技术fpcb加工中的一个工位改为两个工位，将加紧与定位曝光分开，使得两者同时进行，大大提高加工速度。
附图说明
14.图1是本发明提高fpcb曝光速度的装置的结构示意图；图2是本发明来提高fpcb曝光速度的加工方法的流程示意图。
15.附图标记：1
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拖料滚轮，2
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fpcb，3
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定位孔，4
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抽气孔，5
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定位光源，6
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曝光光源，7
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掩模板，8
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掩模放置平台，9
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滤光镜头，10
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定位曝光工位，11
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压紧工位，12
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ccd相机，13
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二维移动机构，14
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加工平台转动轴，15
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加工平板，16
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正六棱柱加工平台。
具体实施方式
16.为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法、达成目的与功效易于了解，下面结合附图进一步阐述本发明。
17.下面以正六棱柱加工平台为例对本发明进行举例说明。
18.如图1所示，本发明提供一种提高fpcb 2曝光速度的装置，包括两个拖料滚轮1，两个拖料滚轮1是卷对卷（roll to roll）生产方式的已有设备，本发明在两个拖料滚轮1之间设置定位曝光加工装置；所述定位曝光加工装置包括正多棱柱加工平台、掩模板7、定位光源5、曝光光源6和驱动正多棱柱加工平台绕其中心旋转的驱动装置，所述正六棱柱加工平台16的每个平面
均为一个加工面，每个加工面设有一个通过二维移动机构13安装的加工平板15，所述加工平板15上设有若干用于压紧fpcb 2的抽气孔4以及与定位光源5相配合的ccd相机12；两个拖料滚轮1用于输送fpcb 2，fpcb 2两侧设有若干与定位光源5及ccd相机12配合的定位孔3，通过选择两个拖料滚轮1的相对位置角度，使得fpcb 2贴合在正六棱柱加工平台16的两个相邻加工面上，沿着fpcb 2输送方向，第一个加工面为压紧工位11，第二加工面为定位曝光工位10；所述定位光源5和曝光光源6均设于定位曝光工位10的掩模板7上方，所述掩模板7设于加工平板15正上方。
19.需要说明的是，本发明并没有详细介绍二维移动机构13，二维移动机构13可以采用现有技术中常见结构，比如横向丝杠螺母滑台和纵向丝杠螺母滑台组成的二维移动平台（比如可以采用cn209477514u所公开的技术），所述正六棱柱加工平台16采用正六棱柱框架，每个面为一个矩形框，二维移动平台安装在矩形框上，加工平板15安装在二维移动平台上，通过二维移动平台实现加工平台在加工面内的移动，从而进行fpcb 2位置调整。
20.需要说明的是，正六棱柱加工平台16固定安装在加工平台转动轴14上，加工平台转动轴14可以被动的安装在支撑件（图中未画出）上，也可以通过类似于电机之类动力装置驱动，当然为了保证拖料滚轮1和正六棱柱加工平台16运动的同步性，可以采用伺服电机或者转数、转角传感器之类常用设备配合控制器或计算机完成，这些均为现有常用技术，对于本发明能否解决技术问题不构成影响。
21.需要说明的是本发明曝光定位光源5采用mark图像技术，所述ccd相机12透过位于fpcb 2上的定位孔3拍摄定位光源5经过掩膜投下来的投影，当然为了防止定位光源5对曝光造成影响，在定位光源5和掩膜板之间设置了滤光镜头9，具体如何定位，可以参考cn 110658698 a所公开技术，检测到偏移后，通过控制器或计算机控制加工平台进调整，即可完成定位。
22.当待加工fpcb 2移动到压紧工位11的加工面时，抽气孔4开始抽气，利用气压将待加工fpcb 2压紧在加工面上的加工平板15上，防止待加工fpcb 2在后续加工过程中滑移；当fpcb 2在定位曝光面完成曝光操作后，抽气孔4停止抽气，fpcb 2和加工平板15分离。
23.加工时，正六棱柱加工平台16每次转动60度，对于正多棱柱加工平台，每次旋转一个加工面的角度，比如正八变形，每次旋转45度，而拖料滚轮1进行同步转动，使得fpcb 2各处线速度一致。
24.ccd相机12和二维移动机构13都只有在加工平板15处于定位曝光工位10时才进行相关操作，ccd相机12和二维移动机构13以及定位光源5，掩模板7，掩模放置平台8，滤光镜头9和fpcb 2上的定位孔3共同用于对fpcb 2的定位操作。
25.本发明根据上述装置还提供一种提高fpcb曝光速度的加工方法，包括以下步骤：s1：待加工的fpcb 2移动到处于压紧工位11的加工平板15后，拖料滚轮1和正六棱柱加工平台16同时停止转动，待加工fpcb 2停止运动，压紧工位11上加工平板15上抽气孔4开始抽气，将fpcb 2吸附在加工平板15上，防止fpcb 2在后续加工过程中产生划移；s2：当fpcb 2完成抽气压紧后，正六棱柱加工平台16和拖料滚轮1同时转动，加工平板15以及其上压紧的待加工fpcb 2从压紧工位11移动到定位曝光工位10。用于定位的ccd相机12开始工作，它将捕捉到的透过fpcb 2上定位孔3的掩膜投影下来的定位mark图像传输至相连的计算机中，计算机通过控制加工平板15下方的二维移动机构13来使ccd相机
12捕捉到的mark和ccd相机12内预存储mark进行比对，如果偏差大于允许值，则启动二维移动机构13进行调整，实现mark图案的校准，保证投影下来的定位点处于定位孔3的中心。
26.s3:当fpcb 2完成定位操作后，曝光光源6开启，进行曝光操作。同时下一个移动到压紧工位11的加工平板15对移动到该平面上的待加工fpcb 2进行压紧操作。
27.s4：当定位曝光工位10上的fpcb 2完成曝光操作后，处于定位曝光工位10的加工平板15上的抽气孔4停止抽气。压紧工位11上的fpcb 2完成压紧后，正六棱柱加工平台16和拖料滚轮1同时滚动，曝光完成的fpcb 2离开加工平板15，位于压紧工位11的加工平板15移动到定位曝光工位10上，后续的fpcb 2移动到下一个位于压紧工位11的加工平板15上，压紧工位11执行步骤s1操作，定位曝光工位10执行步骤s2至步骤s4，重复循环，实现fpcb 2连续曝光加工。
28.以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。