一种移动高精度视觉掩膜曝光一体机的制作方法

1.本实用新型涉及掩膜曝技术领域，具体涉及一种移动高精度视觉掩膜曝光一体机。


背景技术：

2.普通的掩膜曝光工艺，其一般是先制作一张有图案的掩膜菲林，然后将掩膜菲林手工覆盖到待曝光的uv油墨层上，使用肉眼对好位置，并用胶带固定好掩膜菲林，再用曝光源将图案曝光。然而，其存在的技术问题有：非平面曝光掩膜菲林依靠手工对位，难度大，且精度低，效率低；非平面曝光不好控制曝光源；而且，菲林反复操作容易损坏。
3.为了满足更高要求的生产需求，有必要对现有掩膜曝光工艺及相关设备进行改进。


技术实现要素：

4.基于此，本实用新型提供了一种移动高精度视觉掩膜曝光一体机，以解决现有技术的掩膜曝光设备依靠手工对位，难度大，且精度低，效率低的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种移动高精度视觉掩膜曝光一体机，包括自由移动的多维度机械臂，以及一体连接在所述多维度机械臂的前端的平行光源、导光组件和ccd定位系统，其中：
6.所述导光组件贴附连接在所述平行光源的出光面上，所述平行光源产生的平行光经所述导光组件射出并对待曝光物的感光涂层进行爆光，所述ccd定位系统用于对曝光位置进行定位；
7.所述导光组件为立体结构的导光体、平面结构的玻璃铬板或光学材料的掩膜，或者为所述导光体与所述玻璃铬板或所述导光体与所述掩膜的组合；
8.所述导光体具有相对设置的导入光面和导出光面两个导光面，所述平行光源产生的平行光经所述导入光面导入到所述导光体，然后经所述导出光面平行射出；
9.当所述导光组件为导光体时，所述导光体的导入光面与导出光面分别根据需要曝光的图像加工成相应形状；
10.当所述导光组件为所述导光体与所述玻璃铬板或所述导光体与所述掩膜的组合时，所述导光体贴附连接在所述平行光源的出光面上，所述玻璃铬板或掩膜对应贴附连接在所述导光体的导出光面上。
11.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述平行光源的出光面上未贴附导光组件的区域采用吸光材料遮蔽。
12.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述导光体上除导入光面和导出光面的其它壁面均涂覆有吸光涂层。
13.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述导光体的导光面为平面或曲面。
14.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述导光体与所述掩膜的材质为烯丙基
二甘醇二碳酸酯、亚克力、聚碳酸酯、不饱合聚酯、聚氨酯或光学玻璃。
15.作为本实用新型的进一步优选技术方案，多维度机械臂的前端可同时安装多个平行光源，且每个平行光源对应至少一个导光体组件。
16.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述平行光源为汞灯光源或uv波段的led光源。
17.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述多维度机械臂具有至少四轴，以实现带动平行光源、导光组件及ccd定位系统360度自由旋转，以及升降和水平移动。
18.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述多维度机械臂包括竖向升降模组和水平横移模块组，所述水平横移模块组与所述竖向升降模组呈十字交叉设置，所述竖向升降模组用于带动所述水平横移模块组升降运动，所述平行光源、导光组件及ccd定位系统成一体连接在所述水平横移模块组上并由所述水平横移模块组驱动水平移动。
19.作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述一体机还包括主控系统，所述多维度机械臂、平行光源及ccd定位系统均受控于所述主控系统，在主控系统的控制下，多维度机械臂根据ccd定位系统的定位信息将平行光源准确移动到曝光位进行曝光作业。
20.本实用新型的移动高精度视觉掩膜曝光一体机，通过采用上述技术方案，曝光作业中，由多维度机械臂带动导光组件迅速准确地移动到被曝光面上，通过ccd定位系统锁定曝光位置后，可将导光组件的曝光面紧贴待曝光涂层，然后根据要求对感光涂层进行曝光，曝光完成后迅速回到指定位置，以实现自动化生产作业，不仅曝光精度高，而且生产效率高；本实用新型可应用于流水线，对流水线上的待曝光物的水平面及非水平面进行自动连续曝光作业，移动效率高，作业效率高，而传统的菲林曝光做不到，即提高了精度和效率，降低了生产成本。
附图说明
21.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
22.图1为移动高精度视觉掩膜曝光一体机提供的一实例的结构示意图；
23.图2为移动高精度视觉掩膜曝光一体机提供的另一实例的结构示意图；
24.图3为导光体与平行光源相连提供的一实例的结构示意图；
25.图4为环形的图案的示意图；
26.图5为导光体提供的一实例的结构示意图；
27.图6为导光体上涂覆吸光涂层后的结构示意图；
28.图7为玻璃铬板与平行光源相连提供的一实例的结构示意图；
29.图8为本实用新型的移动高精度视觉掩膜曝光一体机进行水平面曝光的示意图；
30.图9为本实用新型的移动高精度视觉掩膜曝光一体机进行垂直面曝光的示意图。
31.图中：101、多维度机械臂，201、导光组件，202、导光体，203、吸光涂层，204、玻璃铬板，301、平行光源，302、吸光材料，401、ccd定位系统，501、待曝光物。
32.本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
33.下面将结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述。较佳实施例中
所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
34.如图1至图9所示，本实用新型提供了一种移动高精度视觉掩膜曝光一体机，其包括自由移动的多维度机械臂101，以及一体连接在所述多维度机械臂101的前端的平行光源301、导光组件201和ccd定位系统401。
35.所述导光组件201贴附连接在所述平行光源301的出光面上，所述平行光源301产生的平行光经所述导光组件201射出并对待曝光物501的感光涂层进行爆光，所述ccd定位系统401用于对曝光位置进行定位，所述平行光源301为汞灯光源或uv波段的led光源。
36.所述平行光源301的出光面上未贴附导光组件201的区域采用吸光材料302遮蔽，优选吸光材料302在平行光源301的出光面便于清理掉以便重新涂刷，以使同一平行光源301可配合不同结构及尺寸的导光组件201。
37.所述导光组件201为立体结构的导光体202、平面结构的玻璃铬板204或光学材料的掩膜，或者为所述导光体202与所述玻璃铬板204或导光体202与掩膜的组合。当所述导光组件201为所述导光体202与所述玻璃铬板204或所述导光体202与所述掩膜的组合时，所述导光体202贴附连接在所述平行光源301的出光面上，所述玻璃铬板204或掩膜对应贴附连接在所述导光体202的导出光面上。
38.其中，所述导光体202具有相对设置的导入光面和导出光面两个导光面，所述平行光源301产生的平行光经所述导入光面导入到所述导光体202，然后经所述导出光面平行射出。
39.所述导光体202与所述掩膜的材质为烯丙基二甘醇二碳酸酯、亚克力、聚碳酸酯、不饱合聚酯、聚氨酯或光学玻璃，当然，还可采用其他的光学材质，在此不做一一举例。
40.多维度机械臂的前端可同时安装多个平行光源，且每个平行光源对应至少一个导光体组件。如在多维机械臂前端配置多组平行光源时，可按需要分别对不同的位置不同的图案进行逐一曝光。
41.所述导光体202的导光面为平面或曲面，以便迎合待曝光物501的曝光面的结构(感光涂层所在面)，在曝光过程中，以使导光体202的导出光面完全紧贴待曝光物501的曝光面。
42.所述多维度机械臂101具有至少四轴，以实现带动平行光源301、导光组件201及ccd定位系统401360度自由旋转，以及升降和水平移动，根据曝光面所在位置可以朝上或下或左或右或倾斜对曝光面进行曝光，使用方便，灵活。
43.优选地，所述一体机还包括主控系统，所述多维度机械臂101、平行光源301及ccd定位系统401均受控于所述主控系统，在主控系统的控制下，多维度机械臂101根据ccd定位系统401的定位信息将平行光源301准确移动到曝光位进行曝光作业。通过主控系统下达曝光指令后，多维度机械臂101会将导光组件201迅速准确地移动到被曝光面上，通过ccd定位系统401锁定曝光位置后，将导光组件201的曝光面紧贴待曝光涂层，然后根据要求对感光涂层进行曝光，曝光完成后迅速回到指定位置，等待下一道指令。如果待曝光物501是在自动取放的流水线上，可以设定进行自动连续曝光作业，具有移动效率高，作业效率高的有益效果，而传统的菲林曝光做不到，基本实用新型提高了精度和效率，降低了生产成本。
44.实施例1
45.参阅图3所示，当所述导光组件201为导光体202时，所述导光体202的导入光面与导出光面分别根据需要曝光的图像加工成相应形状，例如，我们要曝光一个如图4所示的环形图案，那我们先要制作一个导入光面与导出光面跟环形图案一样的导光体202，该导光体202的立体结构呈如图5所示的圆环柱结构。
46.参阅图6所示，所述导光体202上除导入光面和导出光面的其它壁面均涂覆有吸光涂层203，该实施例中，导入光面和导出光面为圆环柱的两个端面，则圆环柱除两端面的其他侧壁面均涂覆吸光涂层203，设置吸光涂层203的目的，是使平行光平行射入导光体202，再平行射出。如果侧壁面没有吸光涂层203，非平行射入的光线就会沿着侧壁进行多次反射，从而造成对感光涂层的精准曝光造成影响。
47.实施例2
48.参阅图7所示，当所述导光组件201为玻璃铬板204时，玻璃铬板204紧贴连接在平行光源301的出光面上，玻璃铬板204属于现有技术，具体结构在此不做详细描述。本案与传统制菲林曝相比，将玻璃铬板204与平行光源301一体设置，由多维度机械臂101带动移动，改善了作业的灵活性和便利性，平行光源301、玻璃铬板204及感光涂层几乎是紧密连接，避免了散射光干扰，提高了高光精度和曝光质量。而传统的平行光源301距离菲林还有一定的距离，容易有散射光照射感光涂层，导致影响曝光效果和质量。采用玻璃铬板204光刻掩膜，对感光涂层进行精准曝光，可广泛应用于微电子芯片、生物芯片、电子元器件、传感器、光学元器件的生产制造。
49.实施例3
50.根据具体需求，玻璃铬板204不仅可直接贴附平行光源301使用，还可结合导光体202使用，当所述导光组件201为所述导光体202与所述玻璃铬板204的组合时，所述导光体202贴附连接在所述平行光源301的出光面上，所述玻璃铬板204贴附连接在所述导光体202的导出光面上，平行光源301产生的平行光经导光体202传导，然后经玻璃铬板204平行射出，由玻璃铬板204将其图案曝光至感光涂层上。
51.实施例4
52.参阅图2所示，所述多维度机械臂101包括竖向升降模组和水平横移模块组，所述水平横移模块组与所述竖向升降模组呈十字交叉设置，所述竖向升降模组用于带动所述水平横移模块组升降运动，所述平行光源301、导光组件201及ccd定位系统401成一体连接在所述水平横移模块组上并由所述水平横移模块组驱动水平移动。
53.为了让本领域的技术人员进一步理解本实用新型的技术方案，下面详细描述其工作原理：
54.曝光作业的时候，首先把待曝光物501放置到设定好的位置，其曝光面按照实际需要，可以朝上或下或左或右，将其固定好以免导光组件201接近触碰到的时候发生移动；
55.然后操作主控系统(如控制电脑)，将多维机械臂移动直到导光组件201的导光面接近需要曝光的涂层，接下来ccd根据算法结合定位标识进行纠偏对位，多维机械臂继续微调位置、直至导光面准确紧贴感光涂层，然后按要求控制平行光源301的计时开关进行一定时间的曝光，曝光结束后，多维机械臂复位回到指定位置待命，取走已曝光物，整个过程结束。
56.需要曝光不同物体不同图案的时候，更换不同的导光组件201(导光体202或玻璃铬板204，或者为所述导光体202与所述玻璃铬板204的组合)，调整不同的曝光位置就可以。
57.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。