直写曝光机及双面曝光方法与流程

1.本发明涉及曝光设备领域，尤其涉及一种直写曝光机及双面曝光方法。


背景技术：

2.直写曝光机是通过光束将曝光图形直接扫描成像在pcb板上，一般通过可编程的图形发生器完成从cam资料到激光图形的转换。在制作内层线路板时，需要曝光pcb板的正反两面并使两面的图形对准，首先将pcb板正面朝上放置于直写曝光机的承载机台上，在对正面的曝光区域进行曝光印刷时，置于机台中的发光透射镜头对pcb板的背面边缘的非曝光区域进行激光标记，翻板后，根据pcb板背面上的该激光标记的坐标进行计算，从而使得pcb板的背面图像与正面图像精确对位。
3.但是，在实际应用中，一方面，由于发光透射镜头嵌装于机台中，受加工精度的限制，机台上用于安装发光透射镜头的安装孔位很容易偏离其预设安装位置，另外，在生产过程中，机台内部温度常会发生较大变化，机台受温度的影响会发生热胀冷缩，也会进一步导致机台上用于安装发光透射镜头的安装孔位偏离其预设安装位置；另一方面，受发光透射镜头中各部件的加工精度的限制、以及各部件组装对准的偏差，也会导致发光透射镜头打出的激光偏离其所在的安装孔的中心位置，这些偏差的累加会导致曝光出来的正反两面的图像无法精确对位，造成产品不良。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种直写曝光机及双面曝光方法，以解决机台热胀冷缩、发光透射镜头的组装误差和位置偏差导致的打标标记的位置偏差和中心偏移的问题。
5.为实现上述发明目的之一，本发明提供了一种直写曝光机，用于对pcb板进行双面曝光，所述直写曝光机包括多个打标装置、用于承载所述pcb板的承载机台、以及设于所述承载机台上方的曝光装置和位置获取装置，所述承载机台的上表面包括承载面以及位于所述承载面外且相邻的两个边缘，所述相邻的两个边缘分别开设有第一凹槽和第二凹槽，所述直写曝光机还包括遮光条，所述遮光条包括嵌装于所述第一凹槽的第一段和嵌装于所述第二凹槽的第二段，所述遮光条开设有与所述多个打标装置一一对应的多个透光孔，其中部分所述透光孔设于所述第一段并沿第一方向间隔排布，其余所述透光孔设于所述第二段并沿垂直于所述第一方向的第二方向间隔排布，所述多个打标装置设于所述遮光条的下方，且每个所述打标装置的出光口至少部分暴露于其所对应的所述透光孔中。
6.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述遮光条的上表面还设置有与所述多个透光孔一一对应的多个定位标记，每个所述定位标记设于其所对应的所述透光孔远离所述承载面的一侧，且每个所述定位标记与其所对应的所述透光孔之间具有预设距离。
7.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述遮光条的上表面还设置有两组标准刻度标记，其中一组所述标准刻度标记沿所述第一方向设于所述第一段并位于所述第一段上
的所述透光孔远离所述承载面的一侧，其中另一组所述标准刻度标记沿所述第二方向设于所述第二段并位于所述第二段上的所述透光孔远离所述承载面的一侧。
8.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述遮光条的上表面与所述承载机台的上表面平齐。
9.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一凹槽沿所述第一方向延伸，所述第二凹槽沿所述第二方向延伸。
10.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一凹槽与所述第二凹槽连通，所述第一段与所述第二段互相连接。
11.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一段与所述第二段一体设置。
12.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述遮光条包括玻璃层以及涂覆于所述玻璃层上表面的遮光层，所述遮光层开设有所述透光孔。
13.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述遮光条为低膨胀合金板，所述透光孔上下贯穿所述低膨胀合金板。
14.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述多个打标装置分别嵌设于所述第一凹槽和所述第二凹槽中。
15.为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式还提供了一种双面曝光方法，采用如上所述的直写曝光机对pcb板的正面和背面进行对位曝光，所述双面曝光方法包括步骤：
16.将所述pcb板正面朝上置于所述承载机台上并遮挡所述遮光条上的所述透光孔；
17.所述曝光装置对所述pcb板的正面进行曝光，所述打标装置通过所述透光孔在所述pcb板的背面烧制打标标记；
18.将所述pcb板背面朝上置于所述承载机台上，所述位置获取装置获取所述打标标记的位置信息；
19.根据获取到的所述打标标记的位置信息计算所述pcb板背面的曝光图形的位置信息，并根据所述pcb板背面的曝光图形的位置信息对所述pcb板的背面进行曝光。
20.作为本发明一实施方式的进一步改进，将所述pcb板背面朝上置于所述承载机台上时，所述遮光条上的定位标记暴露于所述pcb板外，获取所述定位标记的位置信息，根据所述定位标记与所述透光孔之间的预设距离计算所述打标标记的位置信息。
21.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述双面曝光方法还包括步骤：获取所述遮光条上的标准刻度标记的位置信息，并根据所述标准刻度标记的位置信息对所述承载机台进行校准。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的直写曝光机及双面曝光方法，可以根据所述pcb板的形状和尺寸选择适配的透光孔从而在pcb板的背面的非曝光区域烧制打标标记，通过在第一段选择两个透光孔，在第二段选择一个透光孔，通过这三个透光孔即可构造出一直角坐标系，从而可以更加精准地计算出所述pcb板背面的曝光图形的位置信息，而且打标装置的出光口至少部分暴露于对应的透光孔中，通过设置透光孔的遮光条嵌装于第一凹槽和第二凹槽中，遮光条受承载机台热胀冷缩的影响较小，一方面可以避免透光孔因为承载机台的热胀冷缩而导致其偏离预设位置，另一方面可以有效避免发光透射镜头由于加工精度或者安装精度的误差、以及承载机台的热胀冷缩而导致的发光透射镜头打出的光偏离其预设位置，从而使烧制于pcb板背面的打标标记的位置产生偏差。另外，
第一凹槽和第二凹槽分设于承载面外相邻的两个边缘，避免了将打标标记烧制于pcb板的曝光区域而对曝光图形造成影响。
附图说明
23.图1是本发明一实施例的直写曝光机的部分结构立体示意图；
24.图2是本发明一实施例的直写曝光机的部分结构爆炸示意图；
25.图3是本发明一实施例的直写曝光机的部分结构主视图；
26.图4是本发明一实施例的直写曝光机的遮光条的剖面示意图。
具体实施方式
27.以下将结合附图所示的具体实施例对本发明进行详细描述。
28.在本发明的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分扩大，因此，仅用于图示本发明的主题的基本结构。
29.应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。
30.实施例1
31.参看图1至图3，本发明一实施例提供的直写曝光机，用于对pcb板进行双面曝光，也即，对所述pcb板的正面和背面分别曝光，并使正面和背面的曝光图形对准。
32.所述直写曝光机包括承载机台1、曝光装置、位置获取装置、以及多个打标装置2。其中，承载机台1用于承载所述pcb板；所述曝光装置设于承载机台1的上方并用于在所述pcb板的曝光区域进行图形曝光；打标装置2用于在所述pcb板的背面烧制打标标记，以使所述pcb板的正面和背面的图形对准，在本实施例中，打标装置2为uv光发光透射镜头，在其它实施例中，打标装置2也可以设置为其它光源的发光透射镜头，如激光源等；所述位置获取装置设于承载机台1的上方并用于获取打标标记或者特征图形的坐标，在本实施例中，所述位置获取装置为ccd相机。
33.参看图1至图3，承载机台1的上表面包括用于承载所述pcb板的承载面11以及位于承载面11外且相邻的两个边缘12，相邻的两个边缘12互相连接，相邻的两个边缘12分别开设有第一凹槽121和第二凹槽122，所述直写曝光机还包括遮光条3，遮光条3包括嵌装于第一凹槽121的第一段31和嵌装于第二凹槽122的第二段32，遮光条3开设有与多个打标装置2一一对应的多个透光孔33，其中部分透光孔33设于第一段31并沿第一方向间隔排布，其余透光孔33设于第二段32并沿垂直于所述第一方向的第二方向间隔排布，多个打标装置2设于遮光条3的下方，且每个打标装置2的出光口至少部分暴露于其所对应的透光孔33中。
34.这样，可以根据所述pcb板的形状和尺寸选择适配的透光孔33从而在所述pcb板的背面的非曝光区域烧制打标标记，通过在第一段31选择两个透光孔33，在第二段32选择一个透光孔33，通过这三个透光孔33即可构造出一直角坐标系，从而可以更加精准地计算出所述pcb板背面的曝光图形的位置信息，而且打标装置2的出光口至少部分暴露于对应的透光孔33中，通过设置透光孔33的遮光条3嵌装于第一凹槽121和第二凹槽122中，遮光条3受承载机台1热胀冷缩的影响较小，一方面可以避免透光孔33因为承载机台1的热胀冷缩而导
致其偏离预设位置，另一方面可以有效避免发光透射镜头由于加工精度或者安装精度的误差、以及承载机台1的热胀冷缩而导致的发光透射镜头打出的光偏离其预设位置，从而使烧制于pcb板背面的打标标记的位置产生偏差。另外，第一凹槽121和第二凹槽122分设于承载面11外相邻的两个边缘12，避免了将所述打标标记烧制于所述pcb板的曝光区域而对曝光图形造成影响。
35.参看图1至图3，进一步地，遮光条3的上表面还设置有与多个透光孔33一一对应的多个定位标记34，每个定位标记34设于其所对应的透光孔33远离承载面11的一侧，这样，当所述pcb板正面朝上置于承载面11上时，所述pcb板遮挡透光孔33，打标装置2通过透光孔33在所述pcb板背面的非曝光区域烧制出所述打标标记，而定位标记34暴露于所述pcb板外。每个定位标记34与其所对应的透光孔33之间具有预设距离，当所述pcb板翻板后所述pcb板的背面朝上时，通过所述位置获取装置实时获取定位标记34的位置信息，结合该预设距离从而可以获取到所述打标标记的实时位置信息，并根据所述实时位置信息对所述pcb板背面的曝光图形的位置进行误差校准和位置补偿，从而对所述pcb板的背面进行对位曝光。
36.参看图1至图3，进一步地，遮光条3的上表面还设置有两组标准刻度标记35，其中一组标准刻度标记35沿所述第一方向设于第一段31并位于第一段31上的透光孔33远离承载面11的一侧，其中另一组标准刻度标记35沿所述第二方向设于第二段32并位于第二段32上的透光孔33远离承载面11的一侧，这样，通过两组标准刻度标记35可以对承载机台1进行校准，在所述pcb板置于承载机台1上时，所述pcb板遮挡透光孔33，而标准刻度标记35暴露于所述pcb板外，所述位置获取装置可以实时获取标准刻度标记35的位置信息，并根据所述位置信息进行误差校准和位置补偿，而且避免了受承载机台1热胀冷缩的影响，也取消了另外单独制作标定尺的工序，节约了成本。
37.进一步地，遮光条3的上表面与承载机台1的上表面平齐，这样，可以保证所述打标标记、定位标记34、标准刻度标记35与所述pcb板朝下的曝光面平齐，避免了由于遮光条3凸出于承载机台1的上表面而导致的所述pcb板倾斜、以及增加了其位置计算的复杂性。
38.进一步地，第一凹槽121沿所述第一方向延伸，第二凹槽122沿所述第二方向延伸，也即，第一凹槽121和第二凹槽122互相垂直，且第一凹槽121的延伸方向和第一段31上的透光孔33的排布方向一致，第二凹槽122的延伸方向和第二段32上的透光孔33的排布方向一致，从而便于遮光条3的装配，降低了加工难度，提高了直写曝光机的美观性。
39.参看图2，进一步地，第一凹槽121与第二凹槽122连通，以便于加工，第一段31与第二段32互相连接，进一步提高了遮光条3的一体性，有利于使第一段31上的多个透光孔33的排布方向和第二段32上的多个透光孔33的排布方向互相垂直。
40.进一步地，第一段31与第二段32一体设置，可以降低加工难度，有利于使第一段31上的多个透光孔33的排布方向和第二段32上的多个透光孔33的排布方向互相垂直，提高透光孔33的位置精度。
41.参看图4，进一步地，遮光条3包括玻璃层36以及涂覆于玻璃层36上表面的，遮光层37开设有透光孔33。玻璃层36受热胀冷缩影响较小，工作过程中其随温度的波动变化较小，可以降低对位置精度和图形处理精度的影响，遮光层37为铬镀层或者氧化铬镀层，具有优良的遮光效果，从而便于控制打标装置2打出的光仅可以从透光孔33穿过。透光孔33采用黄光微影蚀刻制程作出，提高了透光孔33的位置精度和不同透光孔33之间的尺寸一致性。
42.遮光条3也可以为低膨胀合金板，透光孔33上下贯穿所述低膨胀合金板。低膨胀合金板受热胀冷缩的影响较小，工作过程中其随温度的波动变化较小，可以降低对位置精度和图形处理精度的影响，透光孔33采用金属蚀刻工艺打出，有利于提高透光孔33的位置精度和不同透光孔33之间的尺寸一致性。
43.参看图2，进一步地，多个打标装置2分别嵌设于第一凹槽121和第二凹槽122中，且多个打标装置2的出光口暴露于第一凹槽121和第二凹槽122中。具体地，位于第一段31下方的多个打标装置2嵌设与第一凹槽121中且其出光口暴露于第一凹槽121的槽底壁，同时这些打标装置2的出光口分别暴露于各自对应的透光孔33中；位于第二段32下方的多个打标装置2嵌设与第二凹槽122中且其出光口暴露于第二凹槽122的槽底壁，同时这些打标装置2的出光口分别暴露于各自对应的透光孔33中。
44.实施例2
45.本发明一实施例还提供了一种双面曝光方法，采用如上所述的直写曝光机对pcb板的正面和背面进行对位曝光，所述双面曝光方法包括步骤：
46.将所述pcb板正面朝上置于承载机台1上，具体地，所述pcb板正面朝上置于承载机台1的所述载物面上，并使所述pcb板遮挡遮光条3上的透光孔33；
47.所述曝光装置对所述pcb板的正面进行曝光，打标装置2通过透光孔33在所述pcb板的背面烧制打标标记；
48.翻板，也即将所述pcb板背面朝上置于承载机台1上，所述位置获取装置获取所述打标标记的位置信息；
49.根据获取到的所述打标标记的位置信息计算所述pcb板背面的曝光图形的位置信息，并根据所述pcb板背面的曝光图形的位置信息对所述pcb板的背面进行曝光。
50.这样，所述pcb板正面朝上置于承载机台1上时，所述pcb板遮挡遮光条3上的透光孔33，有利于从透光孔33在所述pcb板背面的非曝光区域烧制出打标标记，从而便于通过该打标标记确定所述pcb板背面的曝光图形的位置；而且，可以根据所述pcb板的形状和尺寸选择适配的透光孔33从而在pcb板的背面的非曝光区域烧制打标标记，具体地，通过在遮光条3的第一段31选择两个透光孔33，在遮光条3的第二段32选择一个透光孔33，通过这三个透光孔33即可构造出一直角坐标系，从而有利于精准计算出所述pcb板背面的曝光图形的位置信息；打标装置2通过遮光条3上的透光孔33对所述pcb板的背面打出打标标记，通过打标装置2的出光口至少部分暴露于对应的透光孔33中，而对打标装置2的出光口和透光孔33进行对准设计，一方面避免了透光孔33因为承载机台1的热胀冷缩而导致其偏离预设位置，另一方面可以有效避免发光透射镜头由于加工精度或者安装精度的误差、以及承载机台1的热胀冷缩而导致的发光透射镜头打出的光偏离其预设位置，从而使烧制于pcb板背面的打标标记的位置产生偏差。
51.进一步地，将所述pcb板背面朝上置于所述承载机台1上时，所述遮光条3上的定位标记34暴露于所述pcb板外，获取所述定位标记34的位置信息，根据所述定位标记34与所述透光孔33之间的预设距离计算所述打标标记的位置信息。
52.这样，当所述pcb板翻板后所述pcb板的背面朝上时，通过位置获取装置实时获取所述定位标记34的位置信息，结合所述定位标记34与所述透光孔33之间的预设距离从而可以获取到所述打标标记的实时位置信息，并根据所述位置信息对所述pcb板背面的曝光图
形的位置进行误差校准和位置补偿，从而对所述pcb板的背面进行对位曝光。
53.进一步地，所述双面曝光方法还包括步骤：获取所述遮光条3上的标准刻度标记35的位置信息，并根据所述标准刻度标记35的位置信息对所述承载机台1进行校准。通过设于遮光条3上的所述标准刻度标记35可以对所述承载机台1进行校准，在所述pcb板置于所述承载机台1上时，所述标准刻度标记35暴露于所述pcb板外，所述位置获取装置可以实时获取所述标准刻度标记35的位置信息，并根据所述位置信息进行误差校准和位置补偿，而且避免了受承载机台1热胀冷缩的影响。
54.与现有技术相比，本发明提供的直写曝光机及双面曝光方法，其有益效果在于：可以根据所述pcb板的形状和尺寸选择适配的透光孔33从而在pcb板的背面的非曝光区域烧制打标标记，通过在第一段31选择两个透光孔33，在第二段32选择一个透光孔33，通过这三个透光孔33即可构造出一直角坐标系，从而可以更加精准地计算出所述pcb板背面的曝光图形的位置信息，而且打标装置2的出光口至少部分暴露于对应的透光孔33中，通过设置透光孔33的遮光条3嵌装于第一凹槽121和第二凹槽122中，遮光条3受承载机台1热胀冷缩的影响较小，一方面可以避免透光孔33因为承载机台1的热胀冷缩而导致其偏离预设位置，另一方面可以有效避免发光透射镜头由于加工精度或者安装精度的误差、以及承载机台1的热胀冷缩而导致的发光透射镜头打出的光偏离其预设位置，从而使烧制于pcb板背面的打标标记的位置产生偏差。另外，第一凹槽121和第二凹槽122分设于承载面11外相邻的两个边缘12，避免了将打标标记烧制于pcb板的曝光区域而对曝光图形造成影响。
55.应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。
56.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。