CN112835276A - 对准***及其控制方法、激光直写曝光设备 - Google Patents

对准***及其控制方法、激光直写曝光设备 Download PDF

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杨宇航
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Abstract

本发明公开了一种对准***及其控制方法、激光直写曝光设备，该对准***可应用于激光直写曝光设备，其对准组件包括对准镜头、光源和图像采集单元，对准镜头对标靶进行成像，光源对靶标进行照明，图像采集单元采集靶标图像，光源至少包括第一和第二类型光源；其上位机将靶标图像传输至显示装置，并接收显示装置反馈的抓靶信息，根据抓靶信息控制光源切换至第一类型光源和/或第二类型光源；其显示装置，用于显示靶标图像，并反馈对应的抓靶信息。本发明能够自由切换光源种类，有效针对不同工艺靶点进行合理的照明处理，从而能够快速准确的进行靶点抓取，提高通用性和对位精度高，降低失败率，利于提高机台作业的稳定性，同时提高生产效率。

Description

对准***及其控制方法、激光直写曝光设备
技术领域
本发明涉及激光直写曝光技术领域，尤其是涉及一种对准***及其控制方法、激光直写曝光设备。
背景技术
目前，对于激光直写曝光设备曝光过程中靶点的图像采集，普遍采用单一的旁轴照明或者单一的同轴照明来搭配对准镜头进行靶点图像采集。
然而，上述的靶点图像采集方式，在针对不同工艺板的靶点时，其抓取通用性差，失败率高，对位精度差。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种对准***，能够解决激光直写曝光设备曝光过程中，对于不同工艺靶点的存在的图像采集问题，该对准***可自由切换光源种类，有效针对不同工艺靶点进行合理的照明处理，从而能够快速准确的进行靶点抓取，提高通用性和对位精度高，降低失败率，利于提高机台作业的稳定性，同时提高生产效率。
为此，本发明的第二个目的在于提出一种激光直写曝光设备。
为此，本发明的第二个目的在于提出一种对准***的控制方法。
为实现上述目的，本发明第一方面的实施例公开了一种对准***，应用于激光直写曝光设备，所述对准***包括：对准组件、上位机和显示装置，其中，所述对准组件，包括：对准镜头、光源和图像采集单元，所述对准镜头用于对标靶进行成像，所述光源用于对所述靶标进行照明，所述图像采集单元用于采集靶标图像，其中，所述光源至少包括第一类型光源和第二类型光源；所述上位机，用于将所述靶标图像传输至所述显示装置，并接收所述显示装置反馈的抓靶信息，根据所述抓靶信息控制所述光源切换至第一类型光源和/或第二类型光源；所述显示装置，用于显示所述靶标图像，并反馈对应的所述抓靶信息。
根据本发明实施例的对准***，能够自由切换光源种类，有效针对不同工艺靶点进行合理的照明处理，保证其边缘锐利，对比度高，图像清晰度高，同时，扩充兼容性可有效针对孔、特殊油墨、透明玻璃基板上的靶点进行采图和抓取，从而能够快速准确的进行靶点抓取，提高通用性和对位精度高，降低失败率，利于提高机台作业的稳定性，同时提高生产效率。
另外，本发明上述实施例的对准***还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，所述图像采集单元，包括：相机，所述相机的像素高于预设像素，所述相机采集帧率高于预设帧率。
在一些示例中，所述第一类型光源和第二类型光源分别包括多个不同波段的照明单元；所述上位机，还用于根据所述抓靶信息控制所述第一类型光源和/或第二类型光源输出不同波段的光。
在一些示例中，所述第一类型光源被配置为旁轴光源，所述第二类型光源被配置为同轴光源。
在一些示例中，所述对准组件，还包括：第一转接件，所述第一转接件连接于所述相机和所述对准镜头之间，用于固定所述相机和所述对准镜头。
在一些示例中，所述对准组件，还包括：第二转接件，所述第二转接件连接于所述旁轴光源和所述对准镜头之间，用于固定所述旁轴光源和所述对准镜头。
在一些示例中，所述同轴光源固定设置在所述对准镜头上。
在一些示例中，所述对准镜头被配置为双远心同轴镜头
为实现上述目的，本发明第二方面的实施例公开了一种激光直写曝光设备，包括本发明上述第一方面实施例所述的对准***。
根据本发明实施例的激光直写曝光设备，其具有的对准***，能够自由切换光源种类，有效针对不同工艺靶点进行合理的照明处理，保证其边缘锐利，对比度高，图像清晰度高，同时，扩充兼容性可有效针对孔、特殊油墨、透明玻璃基板上的靶点进行采图和抓取，从而能够快速准确的进行靶点抓取，提高通用性和对位精度高，降低失败率，利于提高机台作业的稳定性，同时提高生产效率。
为实现上述目的，本发明第三方面的实施例公开了一种对准***的控制方法，应用于激光直写曝光设备，所述方法包括以下步骤：对准组件采集靶标图像，所述对准组件至少包括第一类型光源和第二类型光源；上位机将所述靶标图像传输至显示装置；所述显示装置显示所述靶标图像，并反馈对应的抓靶信息；所述上位机接收所述抓靶信息，根据所述抓靶信息控制所述对准组件切换至第一类型光源和/或第二类型光源。
根据本发明实施例的对准***的控制方法，能够控制对准***自由切换光源种类，有效针对不同工艺靶点进行合理的照明处理，保证其边缘锐利，对比度高，图像清晰度高，同时，扩充兼容性可有效针对孔、特殊油墨、透明玻璃基板上的靶点进行采图和抓取，从而能够快速准确的进行靶点抓取，提高通用性和对位精度高，降低失败率，利于提高机台作业的稳定性，同时提高生产效率。
另外，本发明上述实施例的对准***的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，所述第一类型光源和第二类型光源分别包括多个不同波段的照明单元，所述方法还包括：所述上位机根据所述抓靶信息控制所述第一类型光源和/或第二类型光源输出不同波段的光。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的对准***的结构框图；
图2是根据本发明具体一个实施例的对准***的工作原理示意图；
图3是根据本发明另一个具体实施例对准***的结构示意图；
图4是根据本发明一个对准***的控制方法的流程图。
附图标记：
100-对准***；110-对准组件；120-上位机；130-显示装置；111-对准镜头；112-光源；113-图像采集单元；114-第一转接件；115-第二转接件。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的对准***及其控制方法、激光直写曝光设备。
图1是根据本发明一个实施例的对准***的结构框图。该对准***可应用于激光直写曝光设备，能够解决激光直写曝光设备曝光过程中，对于不同工艺靶点的存在的图像采集问题，该对准***可自由切换光源种类，有效针对不同工艺靶点进行合理的照明处理，从而能够快速准确的进行靶点抓取，提高通用性和对位精度高，降低失败率，利于提高机台作业的稳定性，同时提高生产效率。
如图1所示，该对准***100，包括：对准组件110、上位机120和显示装置130。
其中，对准组件110，包括：对准镜头111、光源112和图像采集单元113。具体的，对准镜头111用于对标靶进行成像，光源112用于对靶标进行照明，图像采集单元113用于采集靶标图像，其中，光源112至少包括第一类型光源和第二类型光源。
具体而言，靶标即靶点，其为线路板制造行业生产所用到所有的裸板或涂、压膜基材，用于激光直写曝光设备生产作业过程中为准确测量板面尺寸或位置关系所用的到通孔、盲孔、凸点、显色靶点等。
上位机120，用于将靶标图像传输至显示装置130，并接收显示装置130反馈的抓靶信息，根据抓靶信息控制光源112切换至第一类型光源和/或第二类型光源。
具体而言，即上位机120可根据需求自由切换光源种类，例如按照实际需求可切换至第一类型光源，由第一类型光源进行单独照明；或者按照需求可切换至第二类型光源，由第二类型光源单独照明；或者按照需求可同时切换至第一类型光源和第二类型光源，即由第一类型光源和第二类型光源同时配合照明。从而，可有效针对不同工艺靶点进行合理的照明处理，能够快速准确的进行靶点抓取，提高通用性和对位精度高，降低失败率。
显示装置130，用于显示靶标图像，并反馈对应的抓靶信息。具体的，通过显示的靶标图像可分析得到靶点成像质量及抓点数据，根据靶点成像质量及抓点数据生成对应的抓靶信息，并向上位机120反馈抓靶信息。
从而，该对准***100，能够自由切换光源种类，如根据不同工艺靶点切换至第一类型光源进行照明，或者切换至第二类型光源进行照明，或者同时采用第一类型光源和第二类型光源进行照明，从而有效针对不同工艺靶点进行合理的照明处理，保证其边缘锐利，对比度高，图像清晰度高，同时，扩充兼容性可有效针对孔、特殊油墨、透明玻璃基板上的靶点进行采图和抓取，从而能够快速准确的进行靶点抓取，提高通用性和对位精度高，降低失败率，利于提高机台作业的稳定性，同时提高生产效率。
在本发明的一个实施例中，图像采集单元113例如包括相机。
具体的，相机的像素高于预设像素，相机采集帧率高于预设帧率。
在具体实施例中，预设像素例如为300万像素，预设频率例如为FPS40。可以理解的是，当相机的像素高于预设像素(例如像素在300万以上)，相机采集帧率高于预设帧率(例如采集帧率在FPS40以上)时，认为相机为高帧率、高分辨率相机。从而，采用高帧率、高分辨率相机，在保证高传输效率的同时，使其靶点边缘更加清晰锐利，提高图像辨别精度。
在具体实施例中，结合图2或图3所示，相机例如采用CCD(charge coupleddevice，电荷耦合器件)/CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)相机。CCD/CMOS相机即为高帧率、高分辨率相机，可在保证高传输效率的同时，使其靶点边缘更加清晰锐利，提高图像辨别精度。
在本发明的一个实施例中，第一类型光源和第二类型光源分别包括多个不同波段的照明单元；上位机120，还用于根据抓靶信息控制第一类型光源和/或第二类型光源输出不同波段的光。
具体而言，即第一类型光源和第二类型光源被配置为光源阵列，每个光源阵列中包括多个不同波段的照明单元，从而可输出不同波段的光。上位机120可根据抓靶信息控制第一类型光源和/或第二类型光源输出不同波段的光，即根据实际需要，控制第一类型光源输出不同波段的光，如红光、绿光、黄光、红外光或紫外光等；或者，控制第二类型光源输出不同波段的光，如红光、绿光、黄光、红外光或紫外光等；或者，控制第一类型光源和第二类型光源同时输出不同波段的光，如红光、绿光、黄光、红外光或紫外光等。其中，在控制第一类型光源和第二类型光源同时输出不同波段的光时，可按照需求控制第一类型光源和第二类型光源输出相同波段的光，如第一类型光源和第二类型光源都输出红光、黄光、绿光、红外光或紫外光等，也可以按照需求控制第一类型光源和第二类型光源输出不同波段的光，如控制第一类型光源输出红光，同时控制第二类型光源输出绿光；或者，控制第一类型光源输出黄光，同时控制第二类型光源输出红光等，为减少冗余，此处不再一一列举赘述。
需要说明的是，上位机120可在根据抓靶信息控制光源112切换至第一类型光源和/或第二类型光源的基础上，根据抓靶信息控制第一类型光源和/或第二类型光源输出不同波段的光的过程。即，上位机120可在切换光源种类的基础上，同时控制切换的光源种类输出不同波段的光，从而进一步适配不同工艺靶点的抓取，提高适用范围。
在本发明的一个实施例中，结合图2或图3所示，第一类型光源被配置为旁轴光源，第二类型光源被配置为同轴光源。
进一步地，同轴光源和旁轴光源被配置为光源阵列，每个光源阵列中包括多个不同波段的照明单元，从而可输出不同波段的光。从而同轴光源可为对准镜头111提供可单独控制的具有多波段的多个同轴照明单元，可针对不同的工艺靶点配合上位机120进行切换，保证靶点的成像优良，抓点精确；同样的，旁轴光源也可为对准镜头111提供可单独控制的具有多波段的多个旁轴照明单元，从而可针对不同的工艺靶点配合上位机120进行切换，保证靶点的成像清晰，边缘锐利，抓点精确。
上位机120可根据抓靶信息切换至同轴光源和/或旁轴光源；同时，也可控制同轴光源和/或旁轴光源输出不同波段的光，即根据实际需要，控制旁轴光源输出不同波段的光，如红光、绿光、黄光、红外光或紫外光等；或者，控制同轴光源输出不同波段的光，如红光、绿光、黄光、红外光或紫外光等；或者，控制同轴光源和旁轴光源同时输出不同波段的光，如红光、绿光、黄光、红外光或紫外光等。其中，在控制同轴光源和旁轴光源同时输出不同波段的光时，可按照需求控制同轴光源和旁轴光源输出相同波段的光，如同轴光源和旁轴光源都输出红光、绿光、黄光、红外光或紫外光等，也可以按照需求控制同轴光源和旁轴光源输出不同波段的光，如控制同轴光源输出红光，同时控制旁轴光源输出绿光；或者，控制同轴光源输出黄光，同时控制旁轴光源输出红光等，为减少冗余，此处不再一一列举赘述。
从而，上位机120可根据实际需求，如抓靶信息将光源112切换至同轴光源和/或旁轴光源，还可以控制同轴光源和/或旁轴光源输出不同波段的光，从而可有效针对不同工艺靶点进行合理的照明处理，能够快速准确的进行靶点抓取，提高通用性和对位精度高，降低失败率。
具体的，即采用多波段的旁轴光源进行照明，可有效针对不同工艺靶点进行照明处理，保证其边缘锐利，对比度高，图像清晰度高。也可单独或同时采用多波段的同轴光源进行照明，从而扩充兼容性，可有效针对孔、特殊油墨、透明玻璃基板上的靶点进行采图和抓取。
在具体实施例中，即，上位机120可根据抓靶信息切换不同类型和/或不同波段的光源进行抓点，从而可有效针对不同工艺靶点进行合理的照明处理，从而能够快速准确的进行靶点抓取，提高通用性和对位精度高，降低失败率。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，对准组件110，还包括第一转接件114。
第一转接件114连接于相机和对准镜头111之间，用于固定相机和对准镜头111，从而提高图像采集时的镜头的稳定性，利于提高靶标图像采集的准确性。例如图3所示，第一转接件114连接于CCD/CMOS相机和对准镜头111之间，以固定CCD/CMOS相机和对准镜头111。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，对准组件110，还包括第二转接件115。
第二转接件115连接于旁轴光源和对准镜头111之间，用于固定旁轴光源和对准镜头111，从而提高旁轴光源照明的精确性和可靠性，利于采集到清晰的靶标图像。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，同轴光源固定设置在对准镜头111上，即同轴光源与对准镜头111一体化设置，利于节省对准***100的结构空间。同时，也便于对准镜头111配合使用同轴光源。
在本发明的一个实施例中，对准镜头111被配置为双远心同轴镜头。即，对准镜头111具有高分辨率，如微米级分辨率，从而可有效辨别微米级靶点，提高成像和抓点精度。
在具体实施例中，结合图2所示，该对准***100的工作流程概述为：通过对准组件110采集靶标图像，并将靶标图像通过上位机120传输至显示装置130，显示装置130显示靶标图像，根据成像质量及抓点数据向上位机120反馈靶标信息，上位机120根据显示装置130反馈的靶标信息切换不同类型和/或不同波段的光源进行抓点。具体可切换至多波段的同轴光源，可有效针对不同工艺靶点进行照明处理，保证其边缘锐利，对比度高，图像清晰度高；也可单独或同时切换至多波段的旁轴光源，可有效针对不同工艺靶点进行照明处理，扩充兼容性可有效针对孔、特殊油墨、透明玻璃基板上的靶点进行采图和抓取。另外，采用高帧率、高分辨率相机，保证高传输效率的同时使其靶点边缘更加清晰锐利，提高图像辨别精度。
从而，在具体实施例中，该对准***100可针对不同的工艺靶点配合上位机120进行光源类型和/或波段切换，根据实际需求采用不同的照明方式，保证靶点的成像优良且清晰，边缘锐利，抓点精确。进而，该对准***100能够针对不同的工艺靶标，快速准确的进行靶点的抓取，提高机台作业的稳定性；可同时兼容同轴光源和旁轴光源进行对准照明，可快速切换不同模式提高生产效率；利用高像素、高帧率相机可有效提高图像采集精度，进而提高对位精度。
根据本发明实施例的对准***，能够自由切换光源种类，有效针对不同工艺靶点进行合理的照明处理，保证其边缘锐利，对比度高，图像清晰度高，同时，扩充兼容性可有效针对孔、特殊油墨、透明玻璃基板上的靶点进行采图和抓取，从而能够快速准确的进行靶点抓取，提高通用性和对位精度高，降低失败率，利于提高机台作业的稳定性，同时提高生产效率。
本发明的进一步实施例提出了一种激光直写曝光设备，包括本发明上述任意一个实施例所描述的对准***。
从而，该激光直写曝光设备在激光直写曝光对准时，其具体实现方式与本发明上述任意一个实施例所描述的对准***的具体实现方式类似，具体请参见对准***部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。
根据本发明实施例的激光直写曝光设备，其具有的对准***，能够自由切换光源种类，有效针对不同工艺靶点进行合理的照明处理，保证其边缘锐利，对比度高，图像清晰度高，同时，扩充兼容性可有效针对孔、特殊油墨、透明玻璃基板上的靶点进行采图和抓取，从而能够快速准确的进行靶点抓取，提高通用性和对位精度高，降低失败率，利于提高机台作业的稳定性，同时提高生产效率。
另外，根据本发明上述实施例的激光直写曝光设备的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
本发明的实施例还提出了一种对准***的控制方法。其中，涉及的所述对准***例如为本发明上述任意一个实施例所描述的对准***100。该对准***的控制方法可应用于激光直写曝光设备，能够解决激光直写曝光设备曝光过程中，对于不同工艺靶点的存在的图像采集问题，该对准***可自由切换光源种类，有效针对不同工艺靶点进行合理的照明处理，从而能够快速准确的进行靶点抓取，提高通用性和对位精度高，降低失败率，利于提高机台作业的稳定性，同时提高生产效率。
图4是根据本发明一个实施例的对准***的控制方法的流程图。如图4所示，该对准***的控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：对准组件采集靶标图像，对准组件至少包括第一类型光源和第二类型光源。
步骤S2：上位机将靶标图像传输至显示装置。
步骤S3：显示装置显示靶标图像，并反馈对应的抓靶信息。
步骤S4：上位机接收抓靶信息，根据抓靶信息控制对准组件切换至第一类型光源和/或第二类型光源。
在本发明的一个实施例中，第一类型光源和第二类型光源分别包括多个不同波段的照明单元，该方法还包括：上位机根据抓靶信息控制第一类型光源和/或第二类型光源输出不同波段的光。
需要说明的是，本发明实施例的对准***的控制方法在进行激光直写曝光对准控制时，其具体实现方式与本发明上述任意一个实施例所描述的对准***的具体实现方式类似，具体请参见对准***部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。
根据本发明实施例的对准***的控制方法，能够控制对准***自由切换光源种类，有效针对不同工艺靶点进行合理的照明处理，保证其边缘锐利，对比度高，图像清晰度高，同时，扩充兼容性可有效针对孔、特殊油墨、透明玻璃基板上的靶点进行采图和抓取，从而能够快速准确的进行靶点抓取，提高通用性和对位精度高，降低失败率，利于提高机台作业的稳定性，同时提高生产效率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种对准***，其特征在于，应用于激光直写曝光设备，所述对准***包括：对准组件、上位机和显示装置，其中，
所述对准组件，包括：对准镜头、光源和图像采集单元，所述对准镜头用于对标靶进行成像，所述光源用于对所述靶标进行照明，所述图像采集单元用于采集靶标图像，其中，所述光源至少包括第一类型光源和第二类型光源；
所述上位机，用于将所述靶标图像传输至所述显示装置，并接收所述显示装置反馈的抓靶信息，根据所述抓靶信息控制所述光源切换至第一类型光源和/或第二类型光源；
所述显示装置，用于显示所述靶标图像，并反馈对应的所述抓靶信息。
2.根据权利要求1所述的对准***，其特征在于，所述图像采集单元，包括：
相机，所述相机的像素高于预设像素，所述相机采集帧率高于预设帧率。
3.根据权利要求1所述的对准***，其特征在于，所述第一类型光源和第二类型光源分别包括多个不同波段的照明单元；
所述上位机，还用于根据所述抓靶信息控制所述第一类型光源和/或第二类型光源输出不同波段的光。
4.根据权利要求3所述的对准***，其特征在于，所述第一类型光源被配置为旁轴光源，所述第二类型光源被配置为同轴光源。
5.根据权利要求2所述的对准***，其特征在于，所述对准组件，还包括：
第一转接件，所述第一转接件连接于所述相机和所述对准镜头之间，用于固定所述相机和所述对准镜头。
6.根据权利要求4所述的对准***，其特征在于，所述对准组件，还包括：
第二转接件，所述第二转接件连接于所述旁轴光源和所述对准镜头之间，用于固定所述旁轴光源和所述对准镜头。
7.根据权利要求4所述的对准***，其特征在于，所述同轴光源固定设置在所述对准镜头上。
8.根据权利要求1-7任一项所述的对准***，其特征在于，所述对准镜头被配置为双远心同轴镜头。
9.一种激光直写曝光设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的对准***。
10.一种如权利要求1-8任一项所述的对准***的控制方法，其特征在于，应用于激光直写曝光设备，所述方法包括以下步骤：
对准组件采集靶标图像，所述对准组件至少包括第一类型光源和第二类型光源；
上位机将所述靶标图像传输至显示装置；
所述显示装置显示所述靶标图像，并反馈对应的抓靶信息；
所述上位机接收所述抓靶信息，根据所述抓靶信息控制所述对准组件切换至第一类型光源和/或第二类型光源。
11.根据权利要求10所述的对准***的控制方法，其特征在于，所述第一类型光源和第二类型光源分别包括多个不同波段的照明单元，所述方法还包括：
所述上位机根据所述抓靶信息控制所述第一类型光源和/或第二类型光源输出不同波段的光。
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