用于高精度網(wǎng)版制作的數(shù)字化雙面同時(shí)直寫曝光設(shè)備的制作方法

本實(shí)用新型涉及一種平面印刷網(wǎng)版制作的微納加工技術(shù)，特別是一種用于高精度網(wǎng)版制作的數(shù)字化雙面同時(shí)直寫曝光設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前，平面網(wǎng)版印刷技術(shù)在PCB行業(yè)、平板顯示行業(yè)、集成電路封裝等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的網(wǎng)版制作是采用菲林工藝，將要印刷的問(wèn)題及圖形做在菲林底片上，再用菲林底片作為文字與圖案的掩模板，通過(guò)傳統(tǒng)的平行曝光機(jī)將文字、圖案曝光復(fù)制在涂有感光膠的絲網(wǎng)上，再通過(guò)顯影、清洗等工藝，在絲網(wǎng)上形成印刷母版用的文字及圖案。很顯然，傳統(tǒng)工藝存在產(chǎn)能低下、工藝復(fù)雜且不易控制、菲林成本較高等固有缺點(diǎn)。

基于數(shù)字微反射鏡（Digital Micro-mirror Device,DMD）為核心部件的單面直寫系統(tǒng)在PCB行業(yè)及網(wǎng)版制作行業(yè)廣泛應(yīng)用，并以其低廉的成本及高效清晰、高對(duì)比度的成像效果等優(yōu)勢(shì)正逐步替代傳統(tǒng)的菲林工藝。然而，現(xiàn)有的激光直寫式曝光機(jī)仍存產(chǎn)能低、系統(tǒng)適應(yīng)性弱、非智能化控制等缺點(diǎn)。特別是對(duì)于高精度金屬網(wǎng)版雙面涂膠曝光工藝中由于金屬網(wǎng)版不透明，需要兩次曝光，因而采用單面直寫式系統(tǒng)在效率、對(duì)準(zhǔn)精度、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)能等方面仍然存在難以克服的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種用于大面積印刷網(wǎng)版制作的雙面數(shù)字式直寫設(shè)備，目的在于克服單面激光直寫式曝光機(jī)產(chǎn)能低、系統(tǒng)適應(yīng)性弱、非智能化控制等缺點(diǎn)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

用于高精度網(wǎng)版制作的數(shù)字化雙面同時(shí)直寫曝光設(shè)備，其特征在于：包括主控計(jì)算機(jī)、設(shè)置于曝光基板兩側(cè)且能夠通過(guò)光速掃描曝光基板的光引擎、及能夠使曝光基板與光引擎兩者產(chǎn)生相對(duì)平面運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)，所述移動(dòng)平臺(tái)及光引擎均受主控計(jì)算機(jī)控制，該光引擎包括光學(xué)系統(tǒng)及內(nèi)設(shè)微反射鏡陣列的DMD芯片。

所述移動(dòng)平臺(tái)為龍門式移動(dòng)平臺(tái)，且其包括工作平臺(tái)，工作平臺(tái)上相對(duì)安裝有可移動(dòng)的龍門架，所述龍門架上安裝有可移動(dòng)的所述光引擎, 且該光引擎能夠發(fā)射光束掃描安裝于工作平臺(tái)上的曝光基板。

所述移動(dòng)平臺(tái)為橋架式移動(dòng)平臺(tái)，且其包括工作平臺(tái)，工作平臺(tái)上相對(duì)安裝有固定的橋架，且橋架下方設(shè)置有可于工作平臺(tái)上移動(dòng)的滑架，所述橋架上安裝有可移動(dòng)的所述光引擎, 且該光引擎能夠發(fā)射光束掃描安裝于工作平臺(tái)或是滑架上的曝光基板。

所述光學(xué)系統(tǒng)是由光源系統(tǒng)及光學(xué)成像系統(tǒng)組成，光源系統(tǒng)由能夠?qū)馐M(jìn)行勻化處理使光束光強(qiáng)分布均勻的勻光系統(tǒng)和將光源系統(tǒng)發(fā)出的光整形進(jìn)入勻光系統(tǒng)并將勻光后的光束準(zhǔn)直后按一定角度發(fā)射到DMD芯片上準(zhǔn)直系統(tǒng)組成。

所述的勻光系統(tǒng)采用的是光學(xué)積分器光棒或復(fù)眼或DOE光學(xué)器件。

所述的光學(xué)成像系統(tǒng)是由多組光學(xué)鏡片組成。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型采用了雙面同時(shí)曝光的計(jì)算機(jī)直寫式設(shè)備對(duì)于不透明介質(zhì)的雙面圖形同時(shí)一次曝光完成，具有雙面對(duì)準(zhǔn)精度高、效率高、曝光圖形質(zhì)量好、節(jié)省人力及生產(chǎn)成本，可廣泛用于網(wǎng)版、PCB板、半導(dǎo)體晶元、顯示面板等具有雙面同時(shí)進(jìn)行圖形曝光的產(chǎn)品上，無(wú)需掩模板、菲林等。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是立式龍門單光引擎雙面曝光結(jié)構(gòu)；

圖2是立式橋架單光引擎雙面曝光結(jié)構(gòu)；

圖3是立式龍門多光引擎雙面曝光結(jié)構(gòu)；

圖4是立式橋架多光引擎雙面曝光結(jié)構(gòu)；

圖5是臥式龍門單光引擎雙面曝光結(jié)構(gòu)；

圖6是臥式橋架單光引擎雙面曝光結(jié)構(gòu)；

圖7是臥式龍門多光引擎雙面曝光結(jié)構(gòu)；

圖8是臥式橋架多光引擎雙面曝光結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1至圖8，本實(shí)用新型公開了一種用于高精度網(wǎng)版制作的數(shù)字化雙面同時(shí)直寫曝光設(shè)備，本設(shè)備包含兩種結(jié)構(gòu),一種是龍門式結(jié)構(gòu),另一種是橋架式結(jié)構(gòu)；

龍門式曝光設(shè)備具體結(jié)構(gòu)在于包括主控計(jì)算機(jī)1、工作平臺(tái)2、工作平臺(tái)2的兩面均安裝有可移動(dòng)的龍門架4，工作平臺(tái)2可以平行于地面設(shè)置，也可立起來(lái)垂直于地面設(shè)置，龍門架4上安裝有可移動(dòng)的光引擎3, 且該光引擎3能夠發(fā)射光束掃描安裝于工作平臺(tái)2上的曝光基板6，工作平臺(tái)2上設(shè)置有通孔，曝光基板6固定安裝于通孔周邊，因而與通孔同側(cè)的光引擎3的光束才可透過(guò)通孔掃描到曝光基板6，該光引擎3包括DMD芯片、微反射鏡陣列、光學(xué)系統(tǒng)，所述光引擎3的移動(dòng)方向與龍門架4的移動(dòng)方向互相垂直，從而兩相對(duì)應(yīng)的所述光引擎3所發(fā)出的光束的光軸重合，并與曝光基板6相垂直。

如圖所示，龍門架4及光引擎可通過(guò)龍門式移動(dòng)結(jié)構(gòu)一實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，龍門式移動(dòng)結(jié)構(gòu)一具體在于：龍門架4通過(guò)龍門架4直線導(dǎo)軌及龍門架4滾珠絲桿安裝于工作平臺(tái)2上，且工作平臺(tái)2上安裝有驅(qū)動(dòng)龍門架4滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的龍門架驅(qū)動(dòng)電機(jī)；而光引擎3的移動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述如下：光引擎3通過(guò)引擎直線導(dǎo)軌及引擎滾珠絲桿安裝于龍門架4上，且龍門架4上安裝有驅(qū)動(dòng)引擎滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的引擎驅(qū)動(dòng)電機(jī)，因而通過(guò)龍門架4的左右移動(dòng)合成光引擎3的上下移動(dòng)就構(gòu)成了光引擎3在與曝光基板6平行的平面移動(dòng)的軌跡，從而可以將曝光基板6的整個(gè)平面掃描到，龍門架驅(qū)動(dòng)電機(jī)為伺服電機(jī)。

當(dāng)然本結(jié)構(gòu)中, 龍門架4及光引擎也可通過(guò)龍門式移動(dòng)結(jié)構(gòu)二實(shí)現(xiàn)光引擎在平面的移動(dòng), 龍門式移動(dòng)結(jié)構(gòu)二具體在于:龍門架通過(guò)龍門架直線導(dǎo)軌安裝于工作平臺(tái)上，且工作平臺(tái)上安裝有驅(qū)動(dòng)龍門架移動(dòng)的龍門架直線電機(jī)；述光引擎通過(guò)引擎直線導(dǎo)軌安裝于龍門架上，且龍門架上安裝有驅(qū)動(dòng)引擎移動(dòng)的引擎直線電機(jī), 從而在龍門架直線電機(jī)及引擎直線電機(jī)的推動(dòng)下使龍門架4或光引擎移動(dòng)，而且龍門架及光引擎也可分別采用移動(dòng)結(jié)構(gòu)一或是移動(dòng)結(jié)構(gòu)二其中的一種實(shí)現(xiàn)移動(dòng)。

橋架式曝光設(shè)備具體結(jié)構(gòu)在于包括主控計(jì)算機(jī)1、工作平臺(tái)2、工作平臺(tái)2的兩面均固定安裝有橋架5，且橋架5下方設(shè)置有可于工作平臺(tái)2上移動(dòng)的滑架，曝光基板6固定于滑架7上，滑架7具體為一四方形的框架因而不會(huì)阻礙光束對(duì)曝光基板6的掃描，工作平臺(tái)2上設(shè)置有通孔，滑架7于通孔上移動(dòng)，工作平臺(tái)2可以平行于地面設(shè)置，也可立起來(lái)垂直于地面設(shè)置，橋架5上安裝有可移動(dòng)的光引擎3, 且該光引擎3能夠發(fā)射光束掃描安裝于工作平臺(tái)2上的曝光基板6，工作平臺(tái)2上設(shè)置有通孔，因而與通孔同側(cè)的光引擎3的光束才可透過(guò)通孔掃描到曝光基板6，該光引擎3包括DMD芯片、微反射鏡陣列、光學(xué)系統(tǒng)，所述光引擎3的移動(dòng)方向與滑架7的移動(dòng)方向互相垂直，從而兩相對(duì)應(yīng)的所述光引擎3所發(fā)出的光束的光軸重合，并與曝光基板6相垂直。

如圖所示，滑架7及光引擎可通過(guò)滑架式移動(dòng)結(jié)構(gòu)一實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，滑架式移動(dòng)結(jié)構(gòu)一具體在于：滑架7通過(guò)滑架7直線導(dǎo)軌及滑架7滾珠絲桿安裝于工作平臺(tái)2上，且工作平臺(tái)2上安裝有驅(qū)動(dòng)滑架7滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的滑架7驅(qū)動(dòng)電機(jī)；因而滑架7通過(guò)上述結(jié)構(gòu)可于工作平臺(tái)2上左右移動(dòng)，而光引擎3的移動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述如下：光引擎3通過(guò)引擎直線導(dǎo)軌及引擎滾珠絲桿安裝于橋架5上，且橋架5上安裝有驅(qū)動(dòng)引擎滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的引擎驅(qū)動(dòng)電機(jī)，因而通過(guò)滑架7的左右移動(dòng)合成光引擎3的上下移動(dòng)就構(gòu)成了光引擎3在與曝光基板6平行的平面移動(dòng)的軌跡，從而可以將曝光基板6的整個(gè)平面掃描到。

當(dāng)然本結(jié)構(gòu)中, 滑架7及光引擎也可通過(guò)滑架式移動(dòng)結(jié)構(gòu)二實(shí)現(xiàn)光引擎在平面的移動(dòng), 滑架式移動(dòng)結(jié)構(gòu)二具體在于: 滑架7通過(guò)滑架直線導(dǎo)軌安裝于工作平臺(tái)上，且工作平臺(tái)上安裝有驅(qū)動(dòng)滑架移動(dòng)的滑架直線電機(jī)；述光引擎通過(guò)引擎直線導(dǎo)軌安裝于滑架上，且滑架上安裝有驅(qū)動(dòng)引擎移動(dòng)的引擎直線電機(jī),從而在滑架直線電機(jī)及引擎直線電機(jī)的推動(dòng)下使滑架7或光引擎移動(dòng)，而且滑架及光引擎也可分別采用移動(dòng)結(jié)構(gòu)一或是移動(dòng)結(jié)構(gòu)二實(shí)現(xiàn)移動(dòng)。

所述光學(xué)系統(tǒng)是由光源系統(tǒng)及光學(xué)成像系統(tǒng)組成，光源系統(tǒng)由發(fā)出光束的光源、能夠?qū)馐M(jìn)行勻化處理使光束光強(qiáng)分布均勻的勻光系統(tǒng)和將光源系統(tǒng)發(fā)出的光整形進(jìn)入勻光系統(tǒng)并將勻光后的光束準(zhǔn)直后按一定角度發(fā)射到DMD芯片上準(zhǔn)直系統(tǒng)組成，光源是由藍(lán)紫激光或藍(lán)紫LED光源或UV燈光源或激光與LED光源混合光源，所述的勻光系統(tǒng)采用的是光學(xué)積分器光棒或復(fù)眼或DOE光學(xué)器件，所述的光學(xué)成像系統(tǒng)是由多組光學(xué)鏡片組成，上述結(jié)構(gòu)中，準(zhǔn)直系統(tǒng)、光學(xué)積分器光棒或復(fù)眼或DOE光學(xué)器件、光學(xué)成像系統(tǒng)均是現(xiàn)有技術(shù)制造，因而具體結(jié)構(gòu)不詳述。

本設(shè)備工作原理簡(jiǎn)述如下：主控計(jì)算機(jī)1將CAD設(shè)計(jì)的矢量雙面圖形轉(zhuǎn)換為設(shè)備曝光的點(diǎn)陣圖，并根據(jù)移動(dòng)平臺(tái)的座標(biāo)位置將該位置相應(yīng)的圖形傳給曝光基板6兩側(cè)的光學(xué)引擎，由設(shè)計(jì)的圖形控制DMD芯片上的像素光點(diǎn)相對(duì)于成像鏡頭成像光點(diǎn)的亮暗“開關(guān)”，即亮點(diǎn)為曝光點(diǎn)，暗點(diǎn)為非曝光點(diǎn)。激光或LED或混合光源經(jīng)勻光系統(tǒng)和準(zhǔn)直系統(tǒng)按一定的角度投射到DMD芯片上，出射光的方向受加在DMD微反射鏡上的高低電平的控制，可通過(guò)編程用圖形點(diǎn)陣信號(hào)控制成像圖形點(diǎn)陣的亮暗，形成與設(shè)計(jì)圖形相一致的曝光圖形。主控計(jì)算機(jī)1再控制移動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)，光引擎3就可完成在涂有感光材料的基板上實(shí)現(xiàn)大面積的圖形的掃描曝光，移動(dòng)平臺(tái)包括龍門架或是滑架7及光引擎3的移動(dòng)。

以上對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種用于高精度網(wǎng)版制作的數(shù)字化雙面同時(shí)直寫曝光設(shè)備，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。