CN112987517A - 一种用于pcb内层板的对准装置及对准方法 - Google Patents

一种用于pcb内层板的对准装置及对准方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及激光直写光刻技术的领域，尤其是涉及一种用于PCB内层板的对准装置及对准方法，其包括光源、准直装置、掩膜板，平台的一边角处开有通孔，光源连接在平台的底侧且位于通孔的下方，准直装置连接于光源的上侧，掩膜板的表面设有第一掩膜图形、第二掩膜图形，第一掩膜图形位于通孔的下方，光源发出的光线依次经过准直装置、掩膜板、通孔后映射在PCB内层板的反面，第二掩膜图形位于平台的外侧，光刻设备上滑移连接有对位相机。获取标记与曝光***的实际位置关系的方法为正面曝光→对位→标记→复位→反面曝光。本申请具有获取标记与曝光***的实际位置关系，从而确定PCB内层板正反面曝光图形的相对位置的效果。

Description

一种用于PCB内层板的对准装置及对准方法
技术领域
本申请涉及激光直写光刻技术的领域，尤其是涉及一种用于PCB内层板的对准装置及对准方法。
背景技术
目前PCB行业对PCB内层板曝光时，需要分别对其正面和背面进行曝光，而且要确保PCB内层板正面和背面的图形位置相对应。
目前业界一般采用的对准方法是：平台上通过吸盘安装有PCB内层板和打标装置，PCB内层板位于打标装置的上方，平台带动PCB内层板和打标装置移动到曝光位置，曝光***对PCB内层板进行正面曝光，打标装置发射激光在PCB内层板的反面烧制标记，标记的位置通过打标装置的位置坐标确定，使得标记与曝光***有一个固定的位置关系，从而反面标记与正面曝光图形具有确定的相对位置关系，将PCB内层板翻转对其反面进行曝光时，利用标记实现对PCB内层板的正反面对准的目的。
针对上述中的相关技术，发明人认为：当外界因素变化或平台往返的加减速运动时，平台带动打标装置到达的实际坐标与曝光位置的理论坐标产生误差，从而PCB内层板的反面标记的实际坐标与其正面曝光图形的相对位置关系产生误差，造成PCB内层板的正反面对位误差。
发明内容
为了获取标记与曝光***的实际位置关系，从而确定PCB内层板正反面曝光图形的相对位置，本申请提供一种用于PCB内层板的对准装置及对准方法。
第一方面，本申请提供的一种用于PCB内层板的对准装置，采用如下的技术方案：
一种用于PCB内层板的对准装置，包括光源、准直装置、掩膜板，平台的一边角处开有通孔，光源连接在平台的底侧且位于通孔的下方，准直装置连接于光源的上侧，光源发出的光线经过准直装置变为平行的准直光束，掩膜板连接于平台的底壁，掩膜板的表面设有第一掩膜图形、第二掩膜图形，第一掩膜图形和第二掩膜图形之间具有固定的相对位置坐标，第一掩膜图形位于通孔的下方，掩膜板沿其长度方向伸出平台的边缘，光源发出的光线依次经过准直装置、掩膜板、通孔后映射在PCB内层板的反面，第二掩膜图形位于平台的外侧，光刻设备上滑移连接有对位相机。
通过采用上述技术方案，光源发射光线，光线依次经过准直装置、掩膜板上的第一掩膜图形、通孔后，在PCB内层板的反面进行标记，对位相机获取第二掩膜图形相对曝光***的位置坐标，由于第一掩膜图形和第二掩膜图形具有固定的相对位置坐标，从而确定标记相对于曝光***的位置坐标，进而确定PCB内层板正反面曝光图形的相对位置。
可选的，平台的至少三个边角处均开有通孔，每个通孔的下方均设有掩膜板、准直装置和光源。
通过采用上述技术方案，至少三个光源在PCB内层板的反面打印出至少三个标记，通过至少三个标记确定PCB内层板正反面曝光图形的相对位置，提高了PCB内层板正反面曝光图形对位的精确性。
可选的，光源发射出的光波长为365nm—405nm。
通过采用上述技术方案，光源发射出的光波长为365nm—405nm，提高了光线透过掩膜板在PCB反面成像的效率。
可选的，所述光源为LD激光器或者LED。
通过采用上述技术方案，LD激光器或者LED均可透过掩膜板在PCB内层板的反面打印标记。
可选的，准直装置包括准直透镜，准直透镜为单片或两片以上透镜的组合。
通过采用上述技术方案，准直透镜将光线变为平行的准直光束，对不同的标记成像要求，可选用单片或两片以上透镜的组合。
可选的，掩膜板为长方形，其厚度为1mm—3mm。
通过采用上述技术方案，掩膜板的厚度为1mm—3mm，提高了标记的成像效果。
可选的，第一掩膜图形所覆盖的遮光面积小于掩膜板对应通孔的透光面积，第一掩膜图形和第二掩膜图形均为圆形。
通过采用上述技术方案，一掩膜图形所覆盖的遮光面积小于掩膜板对应通孔的透光面积，使得光线的利用率高，且掩膜板的吸热少，从而延长掩膜板的使用寿命。另外，形成的标记较小，减小了标记对PCB正常生产的影响。
第二方面，本申请提供一种应用用于PCB内层板的对准装置的对准方法，采用如下的技术方案：
一种应用用于PCB内层板的对准装置的对准方法，包括以下步骤：
S1、正面曝光：将PCB内层板放置在平台的吸盘上，吸盘将PCB内层板吸附在平台上，然后平台带动PCB内层板移动至曝光位置，曝光***对PCB内层板的进行正面图形曝光；
S2、对位：将对位相机移动至第二掩膜图形的上方，对位相机抓取第二掩膜图形获取第二掩膜图形相对曝光***的相对位置坐标；
S3、标记：光源发射光线，光线经过准直装置变成平行的准直光束，接着光束照射掩膜板的第一掩膜图形，将第一掩膜图形通过通孔打印在PCB内层板的反面形成标记，利用第一掩膜图形和第二掩膜图形之间的相对位置坐标、第二掩膜图形相对于曝光***的相对位置坐标，即可计算得出标记相对于曝光***的位置坐标；
S4、复位：平台带动PCB内层板进行复位，解除吸盘对PCB内层板的固定；
S5、反面曝光：将PCB内层板翻面，使其反面朝上，并利用吸盘将PCB吸附在在平台上，接着平台带动PCB内层板移动至曝光位置，并利用标记将PCB内层板正面和反面的曝光图形对齐后，进行反面图形曝光。
通过采用上述技术方案，获取标记与曝光***的实际位置关系的方法为正面曝光→对位→标记→复位→反面曝光，首先对PCB内层板进行正面图形曝光，然后利用对位相机抓取第二掩膜图形相对曝光***的位置坐标，接着光源在PCB内层板的反面打印标记，根据第一掩膜图形和第二掩膜图形之间的相对位置坐标、第二掩膜图形相对于曝光***的相对位置坐标，即可计算得出标记相对于曝光***的位置坐标，最后利用标记将PCB内层板正面和反面的曝光图形对齐后，进行反面图形曝光，达到了PCB正反面精准对位的效果。
可选的，S2中对位相机对至少三个第二掩膜图形进行位置坐标抓取。
通过采用上述技术方案：利用至少三个标记对位PCB真反面曝光图像，提高了PCB内层板正反面曝光图像对位的精确度。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过对位相机、掩膜板的相互配合，达到了确定标记相对曝光***的位置坐标的效果；
2.通过正面曝光→对位→标记→复位→反面曝光，对PCB内层板的正反面进行精确对位的效果。
附图说明
图1是本申请实施例的一种用于PCB内层板的对准装置的结构示意图。
图2是本申请实施例的一种应用用于PCB内层板的对准装置的对准方法的结构示意图。
附图标记说明：1、光源；2、准直装置；21、准直透镜；3、掩膜板；31、第一掩膜图形；32、第二掩膜图形；4、平台；5、通孔；6、PCB内层板；7、对位相机。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种用于PCB内层板的对准装置。参照图1和图2，一种用于PCB内层板的对准装置包括光源1、准直装置2、掩膜板3，平台4的四个边角处均开有通孔5，光源1栓接在平台4的底侧且位于通孔5的下方，光源1为LD激光器或者LED。
参照图1，准直装置2包括准直透镜21，准直透镜21呈竖向设置且固定连接在光源1的上侧，光源1发出的光线经过准直装置2变为平行的准直光束。对不同的标记成像要求，准直透镜21可选用单片或两片以上透镜的组合。
参照图1，掩膜板3为透明的基板，掩膜板3呈水平设置且固定连接在平台4的底壁上，掩膜板3的上表面固定连接有第一掩膜图形31、第二掩膜图形32，第一掩膜图形31和第二掩膜图形32均为不透明的遮光薄膜。第一掩膜图形31和第二掩膜图形32之间具有固定的相对位置坐标。掩膜板3设有四个且与通孔5一一对应设置，第一掩膜图形31位于通孔5的下方。
参照图1，另外，光源1发射出的光波长为365nm—405nm，可提高光线透过掩膜板3在PCB内层板6反面成像的效率。当光波长为365nm、380nm或405nm时，光线透过掩膜板3在PCB内层板6反面成像的效率较高。
参照图1，第一掩膜图形31所覆盖的遮光面积小于掩膜板3在通孔5内的透光面积，使得光线的利用率高，且掩膜板3的吸热少，从而延长掩膜板3的使用寿命。另外，形成的标记较小，第一掩膜图形31和第二掩膜图形32均为圆形，减小了标记对PCB内层板6正常生产的影响。
参照图1，掩膜板3为长方形，其厚度为1mm—3mm，提高了标记的成像效果。当掩膜板3的厚度为1mm、2mm或3mm时，标记的成像效果较为清晰。掩膜板3沿其长度方向伸出平台4的边缘，第二掩膜图形32位于平台4的外侧。
参照图1，将PCB内层板6固定在平台4的上表面，光源1发出的光线依次经过准直装置2、掩膜板3、通孔5后映射在PCB内层板6的反面，将第一掩膜图形31通过通孔5打印在PCB内层板6的反面形成标记。光刻设备上滑移连接有对位相机7，对位相机7可抓取第二掩膜图形32相对曝光***的位置坐标。
本申请实施例一种用于PCB内层板的对准装置的实施原理为：光源1发出的光线依次经过准直装置2、掩膜板3、通孔5后映射在PCB内层板6的反面，将第一掩膜图形31通过通孔5打印在PCB内层板6的反面形成标记。利用第一掩膜图形31和第二掩膜图形32之间的相对位置坐标、第二掩膜图形32相对于曝光***的相对位置坐标，即可计算得出标记相对于曝光***的位置坐标。
本申请实施例还公开一种应用用于PCB内层板的对准装置的对准方法。参照图1和图2，一种应用用于PCB内层板的对准装置的对准方法。包括以下步骤：
S1、正面曝光：将PCB内层板6放置在平台4的吸盘上，吸盘将PCB内层板6吸附在平台4上，然后平台4带动PCB内层板6移动至曝光位置的理论坐标处，曝光***对PCB内层板6的进行正面图形曝光。
S2、对位：将对位相机7移动至第二掩膜图形32的上方，对位相机7抓取第二掩膜图形32获取第二掩膜图形32相对曝光***的相对位置坐标。
S3、标记：光源1发射光线，光线经过准直装置2变成平行的准直光束，接着光束照射掩膜板3的第一掩膜图形31，将第一掩膜图形31通过通孔5打印在PCB内层板6的反面形成标记，利用第一掩膜图形31和第二掩膜图形32之间的相对位置坐标、第二掩膜图形32相对于曝光***的相对位置坐标，即可计算得出标记相对于曝光***的位置坐标，减小了平台4进行加减速运动时造成标记的位置坐标误差。
为了提高PCB内层板6正反面对位的精确性，利用四个光源1对PCB内层板6反面打印出四个标记。
S4、复位：平台4带动PCB内层板6进行复位，解除吸盘对PCB内层板6的固定。
S5、反面曝光：将PCB内层板6翻面，使其反面朝上，并利用吸盘再次将PCB吸附在在平台4上，接着平台4带动PCB内层板6移动至曝光位置，并利用四个标记将PCB内层板6正面和反面的曝光图形对齐后，进行反面图形曝光。
本申请实施例一种应用用于PCB内层板的对准装置的对准方法的实施原理为：获取标记与曝光***的实际位置关系的方法为正面曝光→对位→标记→复位→反面曝光，首先对PCB内层板6进行正面图形曝光，然后利用对位相机7分别抓取四个第二掩膜图形32相对曝光***的位置坐标，接着光源1在PCB内层板6的反面的四个边角位置分别进行打印，共打印出四个标记。根据第一掩膜图形31和第二掩膜图形32之间的相对位置坐标、第二掩膜图形32相对于曝光***的相对位置坐标，即可计算得出四个标记分别相对于曝光***的位置坐标，最后分别利用四个标记将PCB内层板6正面和反面的曝光图形对齐后，进行反面图形曝光，达到了PCB正反面精准对位的效果。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于PCB内层板的对准装置，其特征在于：包括光源(1)、准直装置(2)、掩膜板(3)，平台(4)的一边角处开有通孔(5)，光源(1)连接在平台(4)的底侧且位于通孔(5)的下方，准直装置(2)连接于光源(1)的上侧，光源(1)发出的光线经过准直装置(2)变为平行的准直光束，掩膜板(3)连接于平台(4)的底壁，掩膜板(3)的表面设有第一掩膜图形(31)、第二掩膜图形(32)，第一掩膜图形(31)和第二掩膜图形(32)之间具有固定的相对位置坐标，第一掩膜图形(31)位于通孔(5)的下方，掩膜板(3)沿其长度方向伸出平台(4)的边缘，光源(1)发出的光线依次经过准直装置(2)、掩膜板(3)、通孔(5)后映射在PCB内层板(6)的反面，第二掩膜图形(32)位于平台(4)的外侧，光刻设备上滑移连接有对位相机(7)。
2.根据权利要求1所述的一种用于PCB内层板的对准装置，其特征在于：平台(4)的至少三个边角处均开有通孔(5)，每个通孔(5)的下方均设有掩膜板(3)、准直装置(2)和光源(1)。
3.根据权利要求1所述的一种用于PCB内层板的对准装置，其特征在于：光源(1)发射出的光波长为365nm—405nm。
4.根据权利要求1所述的一种用于PCB内层板的对准装置，其特征在于：所述光源(1)为LD激光器或者LED。
5.根据权利要求1所述的一种用于PCB内层板的对准装置，其特征在于：准直装置(2)包括准直透镜(21)，准直透镜(21)为单片或两片以上透镜的组合。
6.根据权利要求1所述的一种用于PCB内层板的对准装置，其特征在于：掩膜板(3)为长方形，其厚度为1mm—3mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于PCB内层板的对准装置，其特征在于：第一掩膜图形(31)所覆盖的遮光面积小于掩膜板(3)对应通孔(5)的透光面积，第一掩膜图形(31)和第二掩膜图形(32)均为圆形。
8.一种应用权利要求1-7任一所述的用于PCB内层板的对准装置的对准方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、正面曝光：将PCB内层板(6)放置在平台(4)的吸盘上，吸盘将PCB内层板(6)吸附在平台(4)上，然后平台(4)带动PCB内层板(6)移动至曝光位置，曝光***对PCB内层板(6)的进行正面图形曝光；
S2、对位：将对位相机(7)移动至第二掩膜图形(32)的上方，对位相机(7)抓取第二掩膜图形(32)获取第二掩膜图形(32)相对曝光***的相对位置坐标；
S3、标记：光源(1)发射光线，光线经过准直装置(2)变成平行的准直光束，接着光束照射掩膜板(3)的第一掩膜图形(31)，将第一掩膜图形(31)通过通孔(5)打印在PCB内层板(6)的反面形成标记，利用第一掩膜图形(31)和第二掩膜图形(32)之间的相对位置坐标、第二掩膜图形(32)相对于曝光***的相对位置坐标，即可计算得出标记相对于曝光***的位置坐标；
S4、复位：平台(4)带动PCB内层板(6)进行复位，解除吸盘对PCB内层板(6)的固定；
S5、反面曝光：将PCB内层板(6)翻面，使其反面朝上，并利用吸盘将PCB吸附在在平台(4)上，接着平台(4)带动PCB内层板(6)移动至曝光位置，并利用标记将PCB内层板(6)正面和反面的曝光图形对齐后，进行反面图形曝光。
9.根据权利要求8所述的一种应用用于PCB内层板的对准装置的对准方法，其特征在于：S2中对位相机(7)对至少三个第二掩膜图形(32)进行位置坐标抓取。
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