[发明专利]无掩模光刻设备的同步脉冲曝光方法和数字激光直写系统

说明书

技术领域

本发明涉及平面网版印刷技术领域，具体涉及一种无掩模光刻设备的同步脉冲曝光方法，以及与该方法对应的数字激光直写系统。

背景技术

目前，平面网版印刷技术在PCB行业、平板显示行业、集成电路封装等行业有着广泛的应用。传统的网版制作是采用菲林工艺，将要印刷的问题及图形做在菲林底片上，再用菲林底片作为文字与图案的掩模板，通过传统的平行曝光机将文字、图案曝光复制在涂有感光胶的丝网上，再通过显影、清洗等工艺，在丝网上形成印刷母版用的文字及图案。很显然，传统工艺存在产能低下、工艺复杂且不易控制、菲林成本较高等固有缺点。

基于数字微反射镜（Digital Micro-mirror Device,DMD）为核心部件的激光直写系统在光学及机械结构上已基本成形，并以其低廉的成本及高效清晰的打印效果等优势正逐步替代传统的菲林工艺。然而，现有的激光直写式曝光机仍存产能低、系统适应性弱、非智能化控制等缺点，而且现有的曝光方式对大部分传统感光胶还存在适应性的问题。

发明内容

基于背景技术中所提及的问题，本发明提出一种无掩模光刻设备的同步脉冲曝光方法，解决设备各部分的同步控制问题，克服激光直写式曝光机普遍存在的产能低、系统适应性弱的缺点，其所采用的技术方案如下：

一种无掩模光刻设备的同步脉冲曝光方法，所述的无掩模光刻设备采用由UV激光或UV LED光源、DMD微反射镜器件和光学透镜组成的曝光成像系统，所述同步脉冲曝光方法包括如下步骤：产生系列的脉冲同步信号，触发所述DMD微反射镜器件与所述UV激光或UV LED光源同步工作，所述脉冲同步信号的脉冲间隔取决于DMD微反射镜器件对图形的更换或刷新周期；具体为，当DMD微反射镜器件打开新一幅曝光图，UV激光或UV LED光源同步开启；当DMD微反射镜器件更换或刷新曝光图的过程中关闭UV激光或UV LED光源。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述的脉冲同步信号还用于控制无掩模光刻设备的机台系统，所述机台系统带引曝光板运动，其根据图形曝光要求调整曝光板的位置。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述机台系统的位置调整于所述脉冲间隔内完成。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述脉冲同步信号系由控制曝光成像系统和机台系统的上位机产生。

本发明还提出一种对应上述同步脉冲曝光方法的数字式激光直写系统，其技术方案如下：

一种数字式激光直写系统，包括

上位机，其运行有直写控制程式，负责向曝光成像系统输出数字点阵图案，以及系列的脉冲同步信号；

一个或多个并排的曝光成像系统，主要系由UV激光或UV LED光源、DMD微反射镜器件和若干光学透镜组成。

所述的数字式激光直写系统还包括受控于所述上位机的机台系统，所述机台系统带引曝光板运动，以调整曝光板与曝光成像系统之间的位置。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述曝光板与曝光成像系统之间的位置调整包括X轴调整、Y轴调整和Z轴调整。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述机台系统包括带引曝光成像系统沿X轴移动的第一机构，带引曝光成像系统沿Y轴移动的第二机构，以及带引曝光成像系统沿Z轴移动的第三机构。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述第三机构的位移量由一设置朝向所述曝光板的位移传感器产生的信号控制。

于本发明的一个或多个实施例当中，所述上位机上运行有图形格式转换程式，实现矢量图向数字点阵图的转换功能。

本发明与现有技术相比，其优越性体现在：

1）本发明的同步脉冲曝光方法，使UV激光或UV LED光源工作在脉冲状态下，令其有更高的脉冲能量输出，大大改善和提高了曝光图形的对比度、线型的质量；同时，也增加UV激光或UV LED光源的有效寿命。

2）本发明的同步脉冲曝光方法，解决设备各部分的同步控制问题，便于设计更为高效、合理的曝光和刷新时间，克服激光直写式曝光机普遍存在的产能低、系统适应性弱的缺点。

3）本发明的同步脉冲曝光方法，解决了大部分传统感光胶的适应性问题，这使得数字式无掩模光刻设备在电子信息、印刷制版等领域有着广泛的应用前景

4）本发明的数字式激光直写系统，由智能上位机集中控制，可自动进行图形的变形、精度补偿，满足3D曝光、灰度曝光等特殊工艺的需求。

附图说明

图1为本发明的数字式激光直写系统的功能框架示意图。