[实用新型]一种适用于曲面手机玻璃的直写曝光系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及直写曝光技术领域，具体涉及一种适用于曲面手机玻璃的直写曝光系统及方法。

背景技术

手机盖板玻璃上的图案加工是盖板玻璃生产领域一个重要环节，常用的加工图案的主要方法有几种：

方法一、使用激光精雕机，在曲面玻璃上加工图案——这种方法的缺陷在于生产效率低下，设备高昂。

方法二、使用UV平行光曝光，使用石英材料加工玻璃图案，与待曝光的曲面玻璃对准后，使用平行光扫描曝光。这种方法需要将石英玻璃加工成凹面，加工难度大，生产成本高，生产效率低下。

方法三、使用普通的平行光曝光机，通过丝网印刷等手段，将图案光刻到薄膜上，再人工使用转印的方法，这种方法良率极低，主要的成本在人力成本上，也是目前市场上使用最为广泛的方法。

手机盖板玻璃曲面化已经成为手机领域发展的大趋势，但在曲面上加工盖板需要的图形比较困难，这也是2016年苹果和三星带有曲面盖板玻璃的新款产品价格高、出货量少的主要原因。

激光直接成像技术(laser direct imaging，简称LDI)也称为激光直写，是近年来发展起来的一种应用于半导体、印制电路板(PCB)及丝网印刷领域的一种光刻技术。如果可以将激光直写应用于曲面手机玻璃的曝光，可大大降低加工难度，减少生产成本，提高生产效率及良率。但直接将这种技术应用于曲面手机玻璃尚且存在困难，主要在于：

半导体领域使用的激光直写曝光机，曝光面小、加工精度高，但存在产能低、加工速度慢的问题，且需要高精度的主动聚焦模块，设备造价高。

PCB生产领域主要将LDI应用于加工精度为50微米及以上线宽的加工过程。 PCB领域一般不使用主动聚焦模块，主要是PCB板放置在相对比较平整的托盘上，并且使用吸真空的方式，使其贴附在托盘上，避免翘起和移动过程中滑动；配合多路设计，加工速度快。但也存在着造价较高、只适用于平面曝光的缺陷，此外，PCB生产领域应用成熟的激光直写系统普遍产能较低。

而在丝网印刷领域，因为网版尺寸大，在相应的LDI技术中通常使用旁轴主动聚焦模块聚焦，但这种方式只适用于白色的光刻胶。

曲面手机玻璃的结构具有其特殊性：图案分布在立体结构上，光刻胶的颜色也有白色、黑色之分。现有技术中，平行的面光源的焦深难以覆盖立体结构的不同焦面，而对于黑色的光刻胶也无法处理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种适用于曲面手机玻璃的直写曝光系统及方法。

本实用新型的技术方案如下：

一种适用于曲面手机玻璃的直写曝光系统，用于在同时具有平面结构和曲面结构的曲面手机玻璃上进行图形曝光。所述直写曝光系统包括主机、运动系统、线阵电荷耦合元件、至少两个到位传感器、微LED阵列控制器、微LED阵列、曝光镜头以及电机。

所述运动系统包括运动控制器、位移信号分路器以及传送机构，所述运动控制器与所述主机相连并对所述传送机构和所述位移信号分路器进行控制，所述位移信号分路器还分别与所述线阵电荷耦合元件和所述微LED阵列控制器相连；

所述线阵电荷耦合元件与所述主机及所述至少两个到位传感器中的一个相连；

所述微LED阵列控制器与所述主机相连并在所述主机的驱动下控制所述微LED阵列完成曝光任务，所述微LED阵列控制器还连接有到位传感器；

所述微LED阵列还与曝光镜头相连；

所述电机与所述微LED阵列控制器相连接并在微LED阵列控制器的控制下对曝光镜头进行Z轴方向的上下调节，所述电机安装在曝光镜头的上方。

进一步地，所述主机是个人计算机、服务器或工控机中的一种。

进一步地，所述传送机构是传送带。

进一步地，所述微LED阵列控制器由数据接收单元、ARM处理器、现场可编程门阵列(FPGA)和数据存储单元组成。

更进一步地，所述数据接收单元是网口或通用串行总线(USB)接口。

更进一步地，所述数据存储单元是双倍速率同步动态随机存储器(DDR)。

进一步地，所述微LED阵列发出的光线波长在365nm至405nm之间。

利用上述的直写曝光系统在曲面手机玻璃上进行图形曝光的方法为逐行连续曝光，曝光过程中传送机构的移动方向垂直于待曝光的曲面手机玻璃的非曲面边；曝光过程中，微LED阵列控制器根据实时位置信号控制电机对所述曝光镜头进行Z轴方向的上下调节，使得焦面始终锁定待曝光平面。所述方法具体包括如下步骤：