激光直写曝光机的制作方法

1.本实用新型涉及激光曝光设备技术领域，具体涉及一种激光直写曝光机。

背景技术：

2.激光直写曝光设备相对于传统曝光设备，节省了制作菲林底片或掩膜光罩的工序，具有更简单的曝光生产工序流程，以及更高的对位精度，因此在pcb制板等曝光生产环节中已经几乎完全替代了传统曝光设备。
3.公开号为“cn205003441u”的名为“一种双台面激光直写曝光机”的中国实用新型专利公开了一种双台面激光直写曝光机，通过在支撑底座上安装的双滑块运动组件的交替动作，降低了曝光环节中的串联等待的时，因而大大提高了产能。但实践发现，即使是在使用上述双台面激光直写曝光机进行生产的条件下，在生产特定类型的产品时，中间仍然存在曝光等待时间。如果能够进一步压缩等待时间，则整体的生产效率可以进一步提高。

技术实现要素：

4.针对现有的双台面激光直写曝光机生产效率可以进一步提升的技术问题，本技术提供一种激光直写曝光机。
5.本技术的技术方案提供一种激光直写曝光机，包括用于对准工件的对准系统和曝光工件的曝光系统，其特征在于，还包括设置于底座上的第一工件台、第二工件台与第三工件台，所述第一工件台、所述第二工件台与所述第三工件台均能够沿各自的移动路径平移，且所述移动路径两两平行。
6.具体的，所述底座上平行设置有第一步进轴、第二步进轴与第三步进轴，所述第一工件台平移设置在第一步进轴上，所述第二工件台平移设置在第二步进轴上，所述第三工件台平移设置在第三步进轴上。
7.具体的，所述底座上还垂直于所述第一步进轴设置有龙门架，所述龙门架横跨第一工件台、第二工件台与第三工件台设置，所述曝光系统设置在龙门架上，能够沿龙门架平移，所述对准系统设置在龙门架上，能够沿龙门架平移。
8.优选的，所述龙门架上设置有对准轴，所述对准系统平移设置在所述对准轴上；所述龙门架上设置有平行于所述对准轴的曝光轴，所述曝光系统平移设置在所述曝光轴上。
9.优选的，所述龙门架平行设置有两组，所述曝光系统横跨两组所述龙门架设置。
10.本技术的激光直写曝光机在原有的双台面激光直写曝光机的基础上增加了一组工件台，形成了具有由总控控制的独立运行的三组工作台，，可以保证在任一时间内，均存在工作台进入曝光工序，从而将曝光系统的等待时间几乎降低为零，以此提升曝光机在生产某些产品时的生产效率。
附图说明
11.图1为本技术的结构示意图；
12.图2为本技术的各工位的俯视布局图；
13.图3为现有的双工位设备的第一种运行时序图；
14.图4为现有的双工位设备的第二种运行时序图；
15.图5为本技术的激光直写曝光机的运行时序图。
16.1:底座11:第一工件台12:第二工件台13:第三工件台11y:第一步进轴12y:第二步进轴13y:第三步进轴11s:第一待料工位11r:第一曝光工位12s:第二待料工位12r:第二曝光工位13s:第三待料工位13r:第三曝光工位3:对准系统5:曝光系统51:光学模组7:龙门架71:对准轴73:曝光轴
具体实施方式
17.以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明，在本说明书中，附图尺寸比例并不代表实际尺寸比例，其只用于体现各部件之间的相对位置关系与连接关系，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。
18.如图1所示的本技术的结构示意图，本技术的激光直写曝光机包括依次设置在底座1上的第一工件台11、第二工件台12与第三工件台13，并且第一工件台11、第二工件台12以及第三工件台13能够平行移动。激光直写曝光机还包括设置在第一工件台11、第二工件台12和第三工件台13上方的对准系统3以及曝光系统5，对准系统3与曝光系统5均能够在平行于底座1的平面内垂直于第一工件台11的移动路径移动。在第一工件台11、第二工件台12以及第三工件台13上均设置有用于固定工件的固定装置，在本技术的实施例中，固定装置为真空吸盘，通过负压实现将工件固定在第一工件台11、第二工件台12或第三工件台13上。
19.具体而言，在底座1上平行设置有两副第一步进轴11y，第一工件台11在第一步进轴11y上实现沿y向的平移移动。一般而言，第一工件台11通过与第一步进轴11y配合的滑块配置在第一步进轴11y上移动，并且可选的在滑块上设置有用于减震或保持第一工件台11稳定的浮动机构，这些一般是本领域内的常规技术，此处不再赘述。第一工件台11上另设置有与第一步进轴11y平行的第二步进轴12y与第三步进轴13y，第二工件台12通过与第一工件台11相同的配置方式实现沿着第二步进轴12y的平移，类似的，第三工件台13沿着第三步进轴13y平移。
20.在底座1上横跨第一工件台11、第二工件台12与第三工件台13设置有龙门架7，龙门架7设置在第一工件台11、第二工件台12与第三工件台13的上方，在龙门架7上设置有垂直于第一步进轴11y的对准轴71与曝光轴73，对准系统3配置为沿着对准轴71平移，曝光系统5配置为沿着曝光轴73平移。通常龙门架7设置有平行的两组，曝光系统5横跨两组龙门架7设置在各自的曝光轴73上，从而保证曝光系统5的稳定平移，提高其位置精度。
21.曝光系统5上排列有多个光学模组51，以实现大面积的同步曝光，简化曝光控制并提升生产效率。具体的本技术图1的实施例中，光学模组51沿着第一步进轴11y的方向交错排列两组，每组设置6个光学模组51，通过上述排列的光学模组51实现在两组龙门架7之间的线性覆盖，则在曝光工步中，第一工件台11或者第二工件台12或者第三工件台13可以保持相对于龙门架7静止，仅需要控制曝光系统5移动即可实现曝光区域的覆盖。
22.对准系统3可选的设置有四组对准相机，两两分别设置在两组龙门架7的对准轴上，沿着对准轴平移。
23.对于第一工件台11、第二工件台12以及第三工件台13的运动控制除了通过总控对驱动其平移的步进电机的控制外，也包括在定位点处设置的接近开关实现位置上的精确停止。这些属于本领域的常规设置，因而此处不表。
24.图2为本技术的俯视示意图，对应于第一工件台11，其在第一步进轴11y上具有第一待料工位11s与第一曝光工位11r两个工位，第一曝光工位11r位于曝光系统5的移动路径上，用于曝光过程，第一待料工位11s位于曝光系统5的移动路径外，用于工件的上下料。同样的第二工件台12具有第二待料工位12s与第二曝光工位12r工位。第三工件台13具有第三待料工位13s与第三曝光工位13r工位。
25.对于单个工件台，以第一工件台11为例，其工作过程为，在第一待料工位11s，人工或者机械手自动完成已曝光工件的下料，并紧接着将未曝光的工件放在第一工件台11的台面上，然后第一工件台11平移，入第一曝光工位11r工位，这一过程的时间记为上料时间t1。在第一曝光工位11r，由对准系统3完成位置对准，这一过程的时间记为对准时间t2，然后在第一曝光工位11r，由曝光系统5进行曝光作业，其历时记为曝光时间t3，在曝光完毕后第一工件台11退出第一曝光工位11r重新进入第一待料工位11s工位进行下料操作，准备下一个循环，耗费的时间记为退料时间t4。一个上述的工作循环中，＝t1+t2+t3+t4。
26.对于传统的双工位曝光系统，的确通过双工位并行提升了生产效率。但是实践中，当工件面积较小，导致曝光时间较短时，如果t3《(t1+t2+t4)，其工作时序如图3所示，虚线箭头指示了曝光系统的工作顺序，由图可以看出每一轮工作循环中，由于曝光由于仅仅存在两个工位，说明在一个工位已经曝光完成的情况下，曝光时间比其他时间短，此时另一工位的其他工步尚未完成，因此曝光系统5不得不处于等待状态，因而曝光系统5的工作是不连续的，此时单件产品的时间为t
1a
＝t/2，如果能够利用该停止时间将曝光系统5利用最大化，则可以进一步提高工作效率。
27.在另一些情况下，如果工件面积较大，曝光时间较长，并使得t3》(t1+t2+t4)，则其工作时序如图4所示，此时，曝光系统5的曝光工序成为瓶颈工序，在此条件下，单件产品的生产时间为t
1b
＝t3。
28.采用本技术的激光直写曝光机后，其工作时序如图5所示，曝光系统为瓶颈工序，处于不间断状态，单件产品的生产时间为t2＝t3。需要满足的条件是2
·
t3》(t1+t2+t4)。在实践中受限于工件台的加工尺寸的限制，该条件是可以满足的。即实践中，t1、t2、t4的数值几乎是固定的，与工件的面积大小关系不大，因此设置一最小工件面积，以使t3满足上述条件即可。即使需要曝光小于该最小工件面积的工件，也可以通过拼版的方式实现。
29.对比上述传统的双工件台方案与本技术的技术方案的单件时间，只要2
·
t3》(t1+t2+t4)(如前所述，该条件在极限条件下也可以考虑通过拼版的方式满足)，一定有t2《t
1a
或者t2＝t
1b
，其中后面的等式在t3》(t1+t2+t4)时成立。也就说明本技术的技术方案能够在保证整体运行效率不低于传统双工件台的技术方案的前提下，提升满足(t1+t2+t4)/2《t3《(t1+t2+t4)工艺条件的工件的生产效率。这对应于一定范围曝光面积的工件。
30.以下，举一例说明，按实际生产中，常见的工艺条件，若一工件其各工步用时为t1＝2.5s、t2＝1.5s、t3＝4s、t2＝1.3s，则采用传统的双工件台的方案，由于t3《(t1+t2+t4)，生产单件该工件的时间为t
1a
＝t/2＝4.65s，每分钟产出12.9件；而使用本方案中的三工件台的方案，其用时为t2＝t3＝4s，每分钟产出15件。一分钟内本技术的三工件台的技术方案将
比传统的双工件台的技术方案多生产约2.1件工件，效率提升了16％。该案例仅仅为本案技术方案的一个示例，视曝光产品的不同，在t3较低时，效率可以进一步提升。
31.上述内容仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：

1.一种激光直写曝光机，包括用于对准工件的对准系统(3)和曝光工件的曝光系统(5)，其特征在于，还包括设置于底座(1)上的第一工件台(11)、第二工件台(12)与第三工件台(13)，所述第一工件台(11)、所述第二工件台(12)与所述第三工件台(13)均能够沿各自的移动路径平移，且所述移动路径两两平行。2.如权利要求1所述的激光直写曝光机，其特征在于，所述底座(1)上平行设置有第一步进轴(11y)、第二步进轴(12y)与第三步进轴(13y)，所述第一工件台(11)平移设置在第一步进轴(11y)上，所述第二工件台(12)平移设置在第二步进轴(12y)上，所述第三工件台(13)平移设置在第三步进轴(13y)上。3.如权利要求2所述的激光直写曝光机，其特征在于，所述底座(1)上还垂直于所述第一步进轴(11y)设置有龙门架(7)，所述龙门架(7)横跨第一工件台(11)、第二工件台(12)与第三工件台(13)设置，所述曝光系统(5)设置在龙门架(7)上，能够沿龙门架(7)平移，所述对准系统(3)设置在龙门架(7)上，能够沿龙门架(7)平移。4.如权利要求3所述的激光直写曝光机，其特征在于，所述龙门架(7)上设置有对准轴(71)，所述对准系统(3)平移设置在所述对准轴(71)上；所述龙门架(7)上设置有平行于所述对准轴(71)的曝光轴(73)，所述曝光系统(5)平移设置在所述曝光轴(73)上。5.如权利要求3所述的激光直写曝光机，其特征在于，所述龙门架(7)平行设置有两组，所述曝光系统(5)横跨两组所述龙门架(7)设置。

技术总结

本申请提供一种激光直写曝光机，其包括用于对准工件的对准系统和曝光工件的曝光系统，还包括设置于底座上的第一工件台、第二工件台与第三工件台，所述第一工件台、所述第二工件台与所述第三工件台均可以沿各自的移动路径平移，且所述移动路径两两平行。本申请的激光直写曝光机在原有的双台面激光直写曝光机的基础上增加了一组工件台，形成了具有三组由总控控制的独立运行的工作台，可以保证在任一时间内，均存在工作台进入曝光工序，从而将曝光系统的等待时间几乎降低为零，从而提升曝光机在生产某些产品时的生产效率。在生产某些产品时的生产效率。在生产某些产品时的生产效率。