TWI717668B - 一種雙面曝光的對準裝置、方法及設備 - Google Patents

Abstract

本發明公開了一種雙面曝光的對準裝置、方法及設備，屬於印刷線路板技術領域。所述裝置包括：包括定位標記、打標標記和位置獲取裝置，在每一件待曝光樣品曝光之前都通過位置獲取裝置獲取定位標記的位置信息，從而獲知定位標記的在實際生產中的位置變化量，由於打標標記和定位標記的相對位置不變，所以即獲知到打標標記在實際生產中的位置變化量，根據該位置變化量實時調整待曝光樣品的另一面曝光圖形的位置，解決了現有技術無法實時對打標標記進行實時定位而引起的曝光對位不準的問題，提高了待曝光樣品雙面對準的精度。

Description

一種雙面曝光的對準裝置、方法及設備

本發明涉及一種雙面曝光的對準方法，屬於印刷線路板技術領域。

雷射直寫（laser direct imaging，LDI）曝光機在生產內層線路板時，需要對印刷電路板（Printed Circuit Board，PCB）兩面圖像進行精確對準，以保證PCB板兩面圖形的精確對位。

在生產過程中，通常採用雷射打標的方式自主標記兩個mark進行內層PCB板的精確對位。在真空吸盤的底部有mark曝光光闌，進行內層PCB板第一面的曝光印刷時，通過mark曝光光闌在PCB板的另一面邊緣的非曝光區域以雷射打標的方式標記兩個 mark；翻板後，通過PCB板面上雷射標記的2個mark坐標和打出這兩個mark的光闌坐標計算出PCB的旋轉和平移，從而完成PCB兩面圖形的精確對位，由此可知，如要完成內層PCB板的精確對位，需要精確定位mark曝光光闌的位置。

但mark曝光光闌是固定在金屬真空吸盤上，真空吸盤的邊長≥500mm，隨著生產的進行，如機台內部溫度發生較大變化，金屬的真空吸盤受溫度的影響發生熱脹冷縮，而且，真空吸盤中間有真空腔體，在抽真空對PCB板進行吸附時腔體內部的真空度達到-20kpa，真空吸盤整體在受到20kpa的氣壓力下真空吸盤的主體發生變形，且該變形是無規律非線性的變形，由於熱脹冷縮和真空吸附都會導致真空吸盤發生形變，所以安裝在吸盤邊緣的mark曝光光闌的位置也發生變化。由於曝光時，mark曝光光闌被所需要曝光的PCB覆蓋，無法對其進行同時或實時標定，因此現有mark曝光光闌的定位方式是，每間隔一定時間，標定時對mark曝光光闌進行校準定位，如果在校準間隔時間內，真空吸盤發生漲縮或變形，則mark曝光光闌的位置發生變化，所以傳統的定位方法無法對mark曝光光闌在PCB板連續曝光時進行同時或實時的精確定位。

有鑑於此，吾等發明人乃潛心進一步研究，並著手進行研發及改良，期以一較佳設作以解決上述問題，且在經過不斷試驗及修改後而有本發明之問世。

為了解決目前存在的在校準間隔時間內真空吸盤發生漲縮或變形引起mark曝光光闌的位置發生變化而導致的對位不準的問題，本發明提供了一種雙面曝光的對準裝置、方法及包括雙面曝光的對準裝置的曝光設備。

本發明的第一個目的是提供了一種雙面曝光的對準裝置，所述裝置包括：

定位標記、打標標記和位置獲取裝置；

所述定位標記用於實時確定所述打標標記的位置，從而根據所述打標標記的位置確定待曝光樣品的曝光圖形位置；

所述打標標記用於對待曝光樣品進行打標；

所述位置獲取裝置用於實時獲取所述定位標記的位置信息。

可選的，所述定位標記和所述打標標記的相對位置變化量小於預定值，所述預定值根據所述待曝光樣品進行雙面曝光時所要求的對準精度設定。

可選的，所述定位標記和所述打標標記的距離小於20mm和/或通過抗變形材料連接。

可選的，所述裝置還包括：

樣品承載裝置和打標裝置；所述樣品承載裝置用於承載所述待曝光樣品；所述打標裝置用於通過所述打標標記對所述待曝光樣品進行打標；

所述打標標記位於所述樣品承載裝置上。

可選的，所述打標標記位於所述樣品承載裝置的邊緣部分。

可選的，所述打標標記與所述定位標記一一對應；所述定位標記用於確定與之對應的打標標記的位置。

本發明的第二個目的是提供了一種雙面曝光的對準方法，所述方法應用於上述雙面曝光的對準裝置中，所述方法包括：

對待曝光樣品的一面進行曝光；

通過打標標記對所述待曝光樣品的另一面進行標記；

實時獲取定位標記的位置信息；

根據實時獲取到的所述定位標記的位置信息確定所述打標標記的位置信息；

根據所述打標標記的位置信息對樣品另一面進行對準曝光。

可選的，所述對待曝光樣品的一面進行曝光之前，還包括：

實時獲取對待曝光樣品的一面進行曝光時定位標記的位置信息，並根據獲取到的定位標記的位置信息在待曝光樣品的一面曝光出中間標誌，所述中間標誌用於確定其所在面的曝光圖形的位置。

可選的，所述通過打標標記對所述待曝光樣品的另一面進行標記之前，還包括：

根據所述待曝光樣品的大小選取至少兩個打標標記；

將所述待曝光樣品覆蓋在所述打標標記之上且不能覆蓋所選取的打標標記對應的定位標記。

可選的，所述根據所述打標標記的位置信息對樣品另一面進行對準曝光包括：

根據所述打標標記的位置信息實時確定所述待曝光樣品另一面的曝光圖形的位置；

根據實時確定的所述待曝光樣品另一面的曝光圖形的位置對所述待曝光樣品的另一面進行曝光。

本發明的第三個目的是一種曝光設備，所述曝光設備包括上述雙面曝光的對準裝置。

本發明有益效果是：

通過提供一種雙面曝光的對準裝置，包括定位標記、打標標記和位置獲取裝置，在每一件待曝光樣品曝光之前都根據待曝光樣品的大小選取合適的打標標記，通過位置獲取裝置獲取所選取的打標標記對應的定位標記的位置信息，繼而獲取到打標標記的位置信息，從而確定該曝光樣品曝光時打標標記的位置相對於既定位置的變化量，根據該變化量實時調整既定的待曝光樣品的另一面曝光圖形的位置，解決了現有技術無法實時對打標標記進行實時定位而引起的曝光對位不準的問題，提高了待曝光樣品雙面對準的精度。通過定位標記和打標標記的距離小於20mm和/或通過抗變形材料進行連接，保證了二者在曝光過程中相對位置變化量小於根據待曝光樣品曝光時所要求的對準精度設定的預定值，從而提高了待曝光樣品雙面對準的精度的效果；在每一件待曝光樣品曝光之前都通過位置獲取裝置獲取定位標記的位置信息，繼而獲取到打標標記的位置信息，從而確定該曝光樣品曝光時打標標記的位置相對於既定位置的變化量，根據該變化量實時調整既定的待曝光樣品的另一面曝光圖形的位置，提高待曝光樣品雙面對準的精度。

關於吾等發明人之技術手段，茲舉數種較佳實施例配合圖式於下文進行詳細說明，俾供 鈞上深入瞭解並認同本發明。

工業化生產過程中，PCB內層無孔板的正反兩面的對位精度要求在10μm以內，但是由於影響這一對位精度的因素有系統軸系的重複定位精度、載物吸盤系統的精度及圖像處理精度，其中載物吸盤系統由於以下兩個原因：（1）吸盤主體採用金屬材料鋁合金，隨溫度的變化而存在熱脹冷縮的特性；（2）載物吸盤需要對PCB板進行真空吸附，而真空吸附會導致吸盤的變形，所以導致載物吸盤系統對PCB內層無孔板的正反兩面的對位精度造成非常大的影響；實際應用中，鋁合金的熱膨脹係數是23μm/℃.m，溫度波動在±2℃，載物吸盤的尺寸在650mm（寬）*850mm（長）大小時，其邊緣變形分別為

23*4*0.85=78.2μm（長）；23*4*0.65=59.8μm（寬）；

即吸盤主體在溫度波動±2℃的情況下，寬度方向變化59.8μm，長度方向變化78.2μm。隨著溫度的波動正反兩面的對位精度會發生改變，遠遠超出10μm的指標。

而在對PCB板進行真空吸附時，載物吸盤主體是650mm（寬）*850mm（長）*23mm（厚）的鋁合金零件，並且中間有真空腔體，抽真空時腔體內部的真空度達到-20kpa，載物吸盤整體在受到20kpa的氣壓力下導致吸盤主體發生無規律非線性的變形；通過實際測試，變形量在5μm左右，雖然沒有超出10μm的指標但是對系統對位精度已經貢獻50%，造成的影響也比較大。

對於上述原因（1），有建議選用熱膨脹係數低的材料，例如殷鋼，大理石，碳化矽，等，但是這些材料加工難度大，大理石、碳化矽容易碎，且成本是鋁合金的5-10倍。所以無法考慮這些材料。

而上述原因（2）由於吸盤主體的變形是無規律非線性的，所以無法尋找其變化規律，也無法解決。

由於在生產過程中，PCB板是覆蓋在mark孔上的，所以目前普遍使用的方式是通過定期校準定位的方式來補償吸盤主體跟隨溫度的變化和真空吸附導致吸盤的變形，這種方法無法實時確定載物吸盤主體的變形量。

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

實施例一

本實施例提供一種雙面曝光的對準裝置，參見圖1，所述裝置包括：

定位標記11、打標標記12和位置獲取裝置13；

定位標記11用於實時確定所述打標標記12的位置，從而根據打標標記12的位置確定待曝光樣品的曝光圖形位置；

打標標記12用於對待曝光樣品進行打標；

位置獲取裝置13用於實時獲取所述定位標記的位置信息。

本發明實施例通過提供一種雙面曝光的對準裝置，包括定位標記、打標標記和位置獲取裝置，通過位置獲取裝置實時獲取定位標記的位置信息，從而獲取到打標標記的實時位置信息，繼而根據打標標記的實時位置信息對待曝光樣品的另一面進行對準曝光，解決了現有技術無法實時對打標標記進行精確的定位而引起的曝光對位不準的問題，達到了提高待曝光樣品雙面對準的精度的效果。

實施例二

本實施例提供一種雙面曝光的對準裝置及方法，參見圖2，所述裝置包括：

定位標記11、打標標記12、位置獲取裝置13、樣品承載裝置14和打標裝置15；

定位標記11用於實時確定打標標記12的位置，從而根據打標標記12的位置確定待曝光樣品的曝光圖形位置；

打標標記12用於對待曝光樣品進行打標；

位置獲取裝置13用於實時獲取所述定位標記的位置信息；

其中，定位標記11和打標標記12的相對位置變化量小於預定值，該預定值根據待曝光樣品進行雙面曝光時所要求的對準精度設定；定位標記11和打標標記12的距離小於20mm和/或通過抗變形材料連接；

樣品承載裝置14用於承載待曝光樣品；打標裝置15用於通過打標標記12對待曝光樣品進行打標；

打標標記12位於樣品承載裝置14上。

本實施例以待曝光樣品為PCB板、樣品承載裝置為承載並固定PCB板的載物吸盤、載物吸盤由鋁合金材料製成，打標標記12為位於載物吸盤上的打標孔，位置獲取裝置13為CCD相機，打標裝置15為405雷射源為例進行說明。

具體的，當PCB板放置於載物吸盤上時，覆蓋在打標孔上，以便405雷射源對PCB板朝向該方向的一面進行打標，保證PCB板沒有覆蓋定位標記，以便CCD相機獲取定位標記的位置信息，該定位標記可以是位於載物吸盤上的一個定位孔，該定位孔與打標孔的距離小於20mm，也可以是一個和打標孔通過抗變形材料連接的標記物，如圖9所示；只要滿足工作過程中定位標記與打標孔之間的相對位置變化量小於一個預定值，該預定值根據PCB板進行雙面曝光時要求的對準精度進行設定；

比如，要求PCB板的正反兩面的對準精確在10μm以內，那麼設定該預定值為2μm，若該定位標記為位於載物吸盤上的定位孔，那麼設置該定位孔與打標孔之間的距離小於20mm，那麼在PCB板曝光過程中，根據載物吸盤的製作材料鋁合金的熱膨脹係數23μm/℃.m，曝光過程中溫度波動範圍±2℃，那麼該定位孔與打標孔的相對位置變化量為23*4*0.02=1.8μm＜2μm，並且由於鋁合金局部的剛性大於整體剛性，所以在定位孔與打標孔之間的距離較小時，其所受真空影響很小，可以忽略不計；通過實際測試，該定位孔與打標孔的相對位置變化量滿足小於預定值2μm的標準。

同樣，若定位標記為通過抗變形材料與打標孔進行連接的標誌物，那麼由於抗變形材料受溫度影響很小，所述該定位標記與打標孔的相對位置變化量可以忽略不計。

實際應用中，抗變形材料可採用殷鋼、大理石、陶瓷熱膨脹等係數較小的材料，這些材料受溫度影響很小，比如，殷鋼的熱膨脹係數為0.8μm/℃/m，大理石的熱膨脹係數為5μm/℃/m，陶瓷的熱膨脹係數為7μm/℃/m，即便連接定位標記和打標孔的抗變形材料的長度長達100mm，其在±2℃的溫度變化範圍內，抗變形材料的形變量分別為0.8*4*0.1=0.32μm、5*4*0.1=2μm、7*4*0.1=2.8μm，而且實際應用中，根本不會使得該抗變形材料長達100mm，比如上述定位標記和打標孔之間的距離為20mm，則在±2℃的溫度變化範圍內，抗變形材料的形變量分別為0.8*4*0.02=0.064μm、5*4*0.02=0.4μm、7*4*0.02=0.56μm，所以該定位標記與打標孔的相對位置變化量可以忽略不計。

為達到更高的對準精度要求，可以設置定位標記與打標標記的距離小於20mm以下的任意數值。

曝光過程中，CCD相機獲取到的定位標記的位置信息，在對PCB板另一面進行曝光時，根據CCD相機獲取到的定位標記的位置信息確定打標孔的位置信息，從而根據打標孔的位置信息確定PCB板另一面的曝光圖形的位置，繼而進行曝光。

為描述方便，將PCB板的兩面分別記為A面和B面；

比如，系統中記錄的打標孔初始標定位置記為

，定位標記初始標定位置記為

，在曝光某PCB板時，定位標記實時位置記為

，CCD相機獲取到定位標記相對於系統中記錄的初始位置的位置變化為：

由於定位標記與打標孔的相對位置變化量可以忽略不計，所以可知，打標孔的位置變化也為：

打標孔在B面標記位置的理論值記為

上下翻板時，PCB板板高記為H，板底邊X坐標記為

；

根據上述打標孔在B面標記位置的理論值得到打標孔在 B面的期望位置為

=

；

翻板之後實際在B面捕捉到的打標孔位置

對準結果

) =

；

曝光圖形A面位置

經過Y鏡像得到

)；

即B面圖形位置為

)。

本發明實施例通過提供一種雙面曝光的對準裝置，包括定位標記、打標標記和位置獲取裝置，通過位置獲取裝置實時獲取定位標記的位置信息，從而獲取到打標標記的實時位置信息，繼而根據打標標記的實時位置信息對待曝光樣品的另一面進行對準曝光，解決了現有技術無法實時對打標標記進行精確的定位而引起的曝光對位不準的問題，通過定位標記和打標標記的距離小於20mm和/或通過抗變形材料進行連接，保證了二者在曝光過程中相對位置變化量小於根據待曝光樣品曝光時所要求的對準精度設定的預定值，從而提高了待曝光樣品雙面對準的精度的效果。

在實際曝光過程中，打標標記與定位標記可以為一一對應，定位標記用於確定與之對應的打標標記的位置；也可以一對多；比如一個打標標記對應兩個及以上的定位標記，綜合確定該打標標記的位置信息，也可以多個打標標記對應一個定位標記，該定位標記對應確定上述多個打標標記的位置。

本發明下述實施例三和實施例四以打標標記與定位標記為一一對應關係進行說明，打標標記與定位標記位置關係如圖7所示。

實施例三

本實施例提供一種雙面曝光的對準裝置及方法，參見圖2，所述裝置包括：

定位標記11、打標標記12、位置獲取裝置13、樣品承載裝置14和打標裝置15；

定位標記11用於實時確定打標標記12的位置，從而根據打標標記12的位置確定待曝光樣品的曝光圖形位置；

打標標記12用於對待曝光樣品進行打標；

位置獲取裝置13用於實時獲取所述定位標記的位置信息；

其中，定位標記11和打標標記12的相對位置變化量小於預定值，該預定值根據待曝光樣品進行雙面曝光時所要求的對準精度設定；定位標記11和打標標記12的距離小於20mm和/或通過抗變形材料連接；

樣品承載裝置14用於承載待曝光樣品；打標裝置15用於通過打標標記12對待曝光樣品進行打標；

打標標記12位於樣品承載裝置14上。

本實施例以待曝光樣品為PCB板、樣品承載裝置為承載並固定PCB板的載物吸盤、載物吸盤由鋁合金材料製成，打標標記12為位於載物吸盤上的打標孔，位置獲取裝置13為CCD相機，打標裝置15為405雷射源為例進行說明。

打標裝置405雷射源與打標標記及定位標記的位置關係剖面圖如圖8所示；

具體的，當PCB板放置於載物吸盤上時，覆蓋在打標孔上，以便405雷射源對PCB板朝向該方向的一面進行打標，保證PCB板沒有覆蓋定位標記，以便CCD相機獲取定位標記的位置信息，該定位標記可以是位於載物吸盤上的一個定位孔，該定位孔與打標孔的距離小於20mm，也可以是一個和打標孔通過抗變形材料連接的標記物，只要滿足工作過程中定位標記與打標孔之間的相對位置變化量小於一個預定值，該預定值根據PCB板進行雙面曝光時要求的對準精度進行設定；

比如，要求PCB板的正反兩面的對準精確在10μm以內，那麼設定該預定值為2μm，若該定位標記為位於載物吸盤上的定位孔，那麼設置該定位孔與打標孔之間的距離小於20mm，那麼在PCB板曝光過程中，根據載物吸盤的製作材料鋁合金的熱膨脹係數23μm/℃.m，曝光過程中溫度波動範圍±2℃，那麼該定位孔與打標孔的相對位置變化量為23*4*0.02=1.8μm＜2μm，並且由於鋁合金局部的剛性大於整體剛性，所以在定位孔與打標孔之間的距離較小時，其所受真空影響很小，可以忽略不計；通過實際測試，該定位孔與打標孔的相對位置變化量滿足小於預定值2μm的標準。

同樣，若定位標記為通過抗變形材料與打標孔進行連接的標誌物，那麼由於抗變形材料受溫度影響很小，所述該定位標記與打標孔的相對位置變化量可以忽略不計。

實際應用中，抗變形材料可採用殷鋼、大理石、陶瓷熱膨脹等係數較小的材料，這些材料受溫度影響很小，比如，殷鋼的熱膨脹係數為0.8μm/℃/m，大理石的熱膨脹係數為5μm/℃/m，陶瓷的熱膨脹係數為7μm/℃/m，即便連接定位標記和打標孔的抗變形材料的長度長達100mm，其在±2℃的溫度變化範圍內，抗變形材料的形變量分別為0.8*4*0.1=0.32μm、5*4*0.1=2μm、7*4*0.1=2.8μm，而且實際應用中，根本不會使得該抗變形材料長達100mm，比如上述定位標記和打標孔之間的距離為10mm，則在±2℃的溫度變化範圍內，抗變形材料的形變量分別為0.8*4*0.02=0.064μm、5*4*0.02=0.4μm、7*4*0.02=0.56μm，所以該定位標記與打標孔的相對位置變化量可以忽略不計。

為達到更高的對準精度要求，可以設置定位標記與打標標記的距離小於20mm以下的任意數值。

曝光過程中，根據PCB板的大小選取打標標記；如圖3、圖4和圖5所示，根據PCB板的大小選取任意的打標標記。

該打標標記可以位於載物吸盤的任意位置。

曝光過程中，CCD相機獲取到的定位標記的位置信息，在對PCB板另一面進行曝光時，根據CCD相機獲取到的定位標記的位置信息確定打標孔的位置信息，從而根據打標孔的位置信息確定PCB板另一面的曝光圖形的位置，繼而進行曝光。

為描述方便，將PCB板的兩面分別記為A面和B面；

比如，系統中記錄的打標孔初始標定位置記為

，定位標記初始標定位置記為

，在曝光某PCB板時，定位標記實時位置記為

，CCD相機獲取到定位標記相對於系統中記錄的初始位置的位置變化為：

由於定位標記與打標孔的相對位置變化量可以忽略不計，所以可知，打標孔的位置變化也為：

打標孔在B面標記位置的理論值記為

+

上下翻板時，PCB板板高記為H，板底邊X坐標記為

；

根據上述打標孔在B面標記位置的理論值得到打標孔在 B面的期望位置為

=

；

翻板之後實際在B面捕捉到的打標孔位置

對準結果

) =

；

曝光圖形A面位置

經過Y鏡像得到

；

即B面圖形位置為

。

本發明實施例通過提供一種雙面曝光的對準裝置，包括定位標記、打標標記和位置獲取裝置，在每一件待曝光樣品曝光之前都通過位置獲取裝置獲取定位標記的位置信息，繼而獲取到打標標記的位置信息，從而確定該曝光樣品曝光時打標標記的位置相對於既定位置的變化量，根據該變化量實時調整既定的待曝光樣品的另一面曝光圖形的位置，解決了現有技術無法實時對打標標記進行實時定位而引起的曝光對位不準的問題，提高了待曝光樣品雙面對準的精度。通過定位標記和打標標記的距離小於20mm和/或通過抗變形材料進行連接，保證了二者在曝光過程中相對位置變化量小於根據待曝光樣品曝光時所要求的對準精度設定的預定值，從而提高了待曝光樣品雙面對準的精度的效果；在每一件待曝光樣品曝光之前都通過位置獲取裝置獲取定位標記的位置信息，繼而獲取到打標標記的位置信息，從而確定該曝光樣品曝光時打標標記的位置相對於既定位置的變化量，根據該變化量實時調整既定的待曝光樣品的另一面曝光圖形的位置，提高待曝光樣品雙面對準的精度。

實施例四

本實施例提供包括雙面曝光的對準裝置的曝光設備，參見圖6，所述裝置包括：

定位標記11、打標標記12、位置獲取裝置13、樣品承載裝置14、打標裝置15和曝光設備16；

定位標記11用於實時確定打標標記12的位置，從而根據打標標記12的位置確定待曝光樣品的曝光圖形位置；

打標標記12用於對待曝光樣品進行打標；

位置獲取裝置13用於實時獲取所述定位標記的位置信息；

曝光設備16用於對待曝光樣品進行曝光；

其中，定位標記11和打標標記12的相對位置變化量小於預定值，該預定值根據待曝光樣品進行雙面曝光時所要求的對準精度設定；定位標記11和打標標記12的距離小於20mm和/或通過抗變形材料連接；

樣品承載裝置14用於承載待曝光樣品；打標裝置15用於通過打標標記12對待曝光樣品進行打標；

打標標記12位於樣品承載裝置14上。

本實施例以待曝光樣品為PCB板、樣品承載裝置為承載並固定PCB板的載物吸盤、載物吸盤由鋁合金材料製成，打標標記12為位於載物吸盤上的打標孔，位置獲取裝置13為CCD相機，打標裝置15為405雷射源為例進行說明。

具體的，當PCB板放置於載物吸盤上時，覆蓋在打標孔上，以便405雷射源對PCB板朝向該方向的一面進行打標，保證PCB板沒有覆蓋定位標記，以便CCD相機獲取定位標記的位置信息，該定位標記可以是位於載物吸盤上的一個定位孔，該定位孔與打標孔的距離小於20mm，也可以是一個和打標孔通過抗變形材料連接的標記物，只要滿足工作過程中定位標記與打標孔之間的相對位置變化量小於一個預定值，該預定值根據PCB板進行雙面曝光時要求的對準精度進行設定；

比如，要求PCB板的正反兩面的對準精確在10μm以內，那麼設定該預定值為2μm，若該定位標記為位於載物吸盤上的定位孔，那麼設置該定位孔與打標孔之間的距離小於20mm，那麼在PCB板曝光過程中，根據載物吸盤的製作材料鋁合金的熱膨脹係數23μm/℃.m，曝光過程中溫度波動範圍±2℃，那麼該定位孔與打標孔的相對位置變化量為23*4*0.02=1.8μm＜2μm，並且由於鋁合金局部的剛性大於整體剛性，所以在定位孔與打標孔之間的距離較小時，其所受真空影響很小，可以忽略不計；通過實際測試，該定位孔與打標孔的相對位置變化量滿足小於預定值2μm的標準。

同樣，若定位標記為通過抗變形材料與打標孔進行連接的標誌物，那麼由於抗變形材料受溫度影響很小，所述該定位標記與打標孔的相對位置變化量可以忽略不計。

實際應用中，抗變形材料可採用殷鋼、大理石、陶瓷熱膨脹等係數較小的材料，這些材料受溫度影響很小，比如，殷鋼的熱膨脹係數為0.8μm/℃/m，大理石的熱膨脹係數為5μm/℃/m，陶瓷的熱膨脹係數為7μm/℃/m，即便連接定位標記和打標孔的抗變形材料的長度長達100mm，其在±2℃的溫度變化範圍內，抗變形材料的形變量分別為0.8*4*0.1=0.32μm、5*4*0.1=2μm、7*4*0.1=2.8μm，而且實際應用中，根本不會使得該抗變形材料長達100mm，比如上述定位標記和打標孔之間的距離為10mm，則在±2℃的溫度變化範圍內，抗變形材料的形變量分別為0.8*4*0.02=0.064μm、5*4*0.02=0.4μm、7*4*0.02=0.56μm，所以該定位標記與打標孔的相對位置變化量可以忽略不計。

為達到更高的對準精度要求，可以設置定位標記與打標標記的距離小於20mm以下的任意數值。

曝光過程中，將PCB板放置在載物吸盤上進行曝光時，根據PCB板的大小選取至少兩個打標標記；打標標記位於載物吸盤的邊緣部分任意部分，如圖3、圖4和圖5所示。

將PCB板覆蓋在打標標孔之上且不能覆蓋所選取的打標標孔對應的定位標記。

曝光過程中，CCD相機獲取到的定位標記的位置信息，在對PCB板另一面進行曝光時，根據CCD相機獲取到的定位標記的位置信息確定打標孔的位置信息，從而根據打標孔的位置信息確定PCB板另一面的曝光圖形的位置，繼而進行曝光。

為描述方便，將PCB板的兩面分別記為A面和B面；

比如，系統中記錄的打標孔初始標定位置記為

，定位標記初始標定位置記為

，在曝光某PCB板時，定位標記實時位置記為

，CCD相機獲取到定位標記相對於系統中記錄的初始位置的位置變化為：

由於定位標記與打標孔的相對位置變化量可以忽略不計，所以可知，打標孔的位置變化也為：

打標孔在B面標記位置的理論值記為

+

；

上下翻板時，PCB板板高記為H，板底邊X坐標記為

；

根據上述打標孔在B面標記位置的理論值得到打標孔在 B面的期望位置為

=

；

翻板之後實際在B面捕捉到的打標孔位置

對準結果

) =

；

曝光圖形A面位置

經過Y鏡像得到

)；

即B面圖形位置為

)。

經實際測試，本發明在系統軸系重複定位精度達到1μm，圖像處理精度達到1μm的前提下，能夠保證PCB內層無孔板的正反兩面的精確定位在10μm以內。

本發明實施例通過提供一種雙面曝光的對準裝置，包括定位標記、打標標記和位置獲取裝置，在每一件待曝光樣品曝光之前都根據待曝光樣品的大小選取合適的打標標記，通過位置獲取裝置獲取所選取的打標標記對應的定位標記的位置信息，繼而獲取到打標標記的位置信息，從而確定該曝光樣品曝光時打標標記的位置相對於既定位置的變化量，根據該變化量實時調整既定的待曝光樣品的另一面曝光圖形的位置，解決了現有技術無法實時對打標標記進行實時定位而引起的曝光對位不準的問題，提高了待曝光樣品雙面對準的精度。通過定位標記和打標標記的距離小於20mm和/或通過抗變形材料進行連接，保證了二者在曝光過程中相對位置變化量小於根據待曝光樣品曝光時所要求的對準精度設定的預定值，從而提高了待曝光樣品雙面對準的精度的效果；在每一件待曝光樣品曝光之前都通過位置獲取裝置獲取定位標記的位置信息，繼而獲取到打標標記的位置信息，從而確定該曝光樣品曝光時打標標記的位置相對於既定位置的變化量，根據該變化量實時調整既定的待曝光樣品的另一面曝光圖形的位置，提高待曝光樣品雙面對準的精度。

實施例五

本實施例提供一種雙面曝光的曝光方法，參見圖10和圖11。

如圖10所示，將待曝光基板20放置於樣品承載裝置14上，同時位置獲取裝置13獲取選定的定位標記11的位置信息。

如圖11所示，根據位置獲取裝置13獲取選定的定位標記11的位置信息，使用曝光設備16在待曝光基板20上曝光出定位Mark 21，使定位Mark 21與打標標記12所打印的標記建立一一對應關係，同時定位Mark 21用於曝光基板正面曝光時的圖形位置定位標記，打標標記12所打印標記用於曝光基板反面曝光時的圖形位置定位標記，因此兩面圖形可建立起精確的位置關係。

為描述方便，將PCB板的兩面分別記為A面和B面；

比如，系統中記錄的打標孔初始標定位置記為

，定位標記初始標定位置記為

在曝光某PCB板時，定位標記實時位置記為

CCD相機獲取到定位標記相對於系統中記錄的初始位置的位置變化為：

由於定位標記與打標孔的相對位置變化量可以忽略不計，所以可知，打標孔的位置變化也為：

打標孔在B面標記位置的理論值記為

+

；

曝光裝置16在A面使用標記位置理論值

曝光出作為中間標記的定位Mark 21，定位Mark 21用於確定曝光基板A面曝光時的圖形位置；

上下翻板時，PCB板板高記為H，板底邊X坐標記為

根據上述打標孔在B面標記位置的理論值得到打標孔在B面的期望位置為

=

；

翻板之後實際在B面捕捉到的打標孔位置

對準結果

) =

；

曝光圖形A面位置

經過Y鏡像得到

)；

即B面圖形位置為

)。

經實際測試，本發明在系統軸系重複定位精度達到1μm，圖像處理精度達到1μm的前提下，能夠保證PCB內層無孔板的正反兩面的精確定位在10μm以內。

本發明實施例中的部分步驟，可以利用軟件實現，相應的軟件程序可以存儲在可讀取的存儲介質中，如光盤或硬盤等。

綜上所述，本發明所揭露之技術手段確能有效解決習知等問題，並達致預期之目的與功效，且申請前未見諸於刊物、未曾公開使用且具長遠進步性，誠屬專利法所稱之發明無誤，爰依法提出申請，懇祈 鈞上惠予詳審並賜准發明專利，至感德馨。

惟以上所述者，僅為本發明之數種較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

〔本發明〕1‧‧‧打標標記11‧‧‧定位標記12‧‧‧打標標記13‧‧‧位置獲取裝置14‧‧‧樣品承載裝置15‧‧‧打標裝置16‧‧‧曝光設備2‧‧‧抗變形材料20‧‧‧待曝光基板21‧‧‧定位Mark3‧‧‧定位標記4‧‧‧鏡片5‧‧‧405雷射6‧‧‧雷射控制器

圖1係本發明實施例一提供的雙面曝光的對準裝置示意圖。 圖2係本發明實施例二和三提供的雙面曝光的對準裝置示意圖。 圖3係本發明實施例中定位標記與打標標記位於載物吸盤邊緣下部的位置示意圖。 圖4係本發明實施例中定位標記與打標標記位於載物吸盤邊緣一側及下部的位置示意圖。 圖5係待曝光樣品放置於載物吸盤上進行曝光時的位置示意圖。 圖6係本發明實施例四提供的包括雙面曝光的對準裝置的曝光設備的示意圖。 圖7係本發明中定位標記與打標標記的正面位置示意圖，其中1為打標標記、3為定位標記。 圖8係本發明中405雷射源與打標標記及定位標記的位置關係剖面圖，其中，1為打標標記、3為定位標記、4為鏡片、5為405雷射、6為雷射控制器。 圖9係本發明實施例中定位標記與打標標記通過抗變形材料連接示意圖，其中1為打標標記、2為抗變形材料、3為定位標記。 圖10為本發明實施例五提供的雙面曝光的曝光方法中待曝光樣品的放置示意圖。 圖11為本發明實施例五提供的雙面曝光的曝光方法中待曝光樣品曝光過程示意圖。

11‧‧‧定位標記

12‧‧‧打標標記

13‧‧‧位置獲取裝置

Claims (10)

1. 一種雙面曝光的對準裝置，其特徵在於，所述裝置包括：定位標記、打標標記和位置獲取裝置；所述定位標記用於實時確定所述打標標記的位置，從而根據所述打標標記的位置確定待曝光樣品的曝光圖形位置；所述打標標記用於對待曝光樣品進行打標；所述打標標記位於一樣品承載裝置上；所述定位標記為位於載物吸盤上的定位孔，或通過抗變形材料與所述打標標記連接的標記物；所述位置獲取裝置用於實時獲取所述定位標記的位置信息。
2. 如請求項1所述之裝置，其中，所述定位標記和所述打標標記的相對位置變化量小於預定值，所述預定值根據所述待曝光樣品進行雙面曝光時所要求的對準精度設定。
3. 如請求項1所述之裝置，其中，所述定位標記和所述打標標記的距離小於20mm和/或通過抗變形材料連接。
4. 如請求項1所述之裝置，其中，所述裝置還包括：樣品承載裝置和打標裝置；所述樣品承載裝置用於承載所述待曝光樣品；所述打標裝置用於通過所述打標標記對所述待曝光樣品進行打標。
5. 如請求項4所述之裝置，其中，所述打標標記位於所述樣品承載裝置的邊緣部分。
6. 一種雙面曝光的對準方法，其特徵在於，所述方法應用於如請求項1至請求項5中任一項所述之雙面曝光的對準裝置中，所述方法包括：對待曝光樣品的一面進行曝光； 通過打標標記對所述待曝光樣品的另一面進行標記；實時獲取定位標記的位置信息；根據實時獲取到的所述定位標記的位置信息確定所述打標標記的位置信息；根據所述打標標記的位置信息對待曝光樣品另一面進行對準曝光。
7. 如請求項6所述之方法，其中，所述對待曝光樣品的一面進行曝光之前，還包括：實時獲取對待曝光樣品的一面進行曝光時定位標記的位置信息，並根據獲取到的定位標記的位置信息在待曝光樣品的一面曝光出中間標誌，所述中間標誌用於確定其所在面的曝光圖形的位置。
8. 如請求項7所述之方法，其中，所述通過打標標記對所述待曝光樣品的另一面進行標記之前，還包括：根據所述待曝光樣品的大小選取至少兩個打標標記；將所述待曝光樣品覆蓋在所述打標標記之上且不能覆蓋所選取的打標標記對應的定位標記。
9. 如請求項8所述之方法，其中，所述根據所述打標標記的位置信息對待曝光樣品另一面進行對準曝光包括：根據所述打標標記的位置信息實時確定所述待曝光樣品另一面的曝光圖形的位置；根據實時確定的所述待曝光樣品另一面的曝光圖形的位置對所述待曝光樣品的另一面進行曝光。
10. 一種曝光設備，其特徵在於，所述曝光設備包括請求項1至請求項5中任一項所述之雙面曝光的對準裝置。

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