專利名稱：印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法
技術領域：
本發明涉及印刷電路板圖形轉換技術領域，具體涉及一種用于激光直接成像曝光設備中的印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法。
背景技術：
對于印刷電路板加工領域，尤其是高精度HDI板(即高密度電路板)和封裝基板的制造，圖像轉移設備無疑是其中最核心的部分。目前印刷電路板(PCB)圖像轉移設備有兩大類傳統的投影式曝光設備和激光直接成像設備(LDI)。傳統的投影式曝光設備圖形已經印制在菲林底片上，通過投影菲林底片將圖形轉移到感光干膜上；而在激光直接成像設備中，激光束將曝光圖形通過空間光調制器直接掃描成像在感光干膜上，然而由于空間光調制器自身尺寸很小，這就需要將原來完整的圖形分割成與空間光調制器尺寸相同的許多小圖形，在將這些小圖形曝光在印刷電路板表面時重新將這些小圖形拼接成完整的圖形，在實際工作中由于運動控制系統在X方向和Y方向上的精度誤差，所述小圖形之間的拼接處會產生固定的拼接誤差，也即小圖形之間的拼接處會產生形變，這種形變就會導致最終得到的完整圖形中存在有拼接的痕跡，進而在工廠生產中就會造成產品的質量間題。

發明內容
本發明的目的是提供一種印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法，本方法能夠提高對圖形拼接處的拼接誤差的測量精度，且能夠有效提高圖形的準確度，從而大大降低了產品的不良率。為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案一種印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法，其包含如下步驟1)、通過光學裝置在基底上投影用于測量的二維拼接圖形，所述基底設置在載物平臺上；2)、當所述二維拼接圖形在基底上顯影后，通過顯微裝置確定二維拼接圖形的拼接形變處；3)、確定所述二維拼接圖形的拼接形變處的拼接誤差值，所述拼接誤差值包括二維拼接圖形在X方向上的拼接誤差值即ΔΧ和Y方向上的拼接誤差值即ΔΥ;4)、將所得到的ΔΧ和Δ Y通過軟件補償的方式輸入平臺移動控制器，所述平臺移動控制器控制載物平臺移動以修正二維拼接圖形的拼接誤差。本印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法還可以通過以下方式得以進一步實現所述光學裝置包括光源、第一透鏡組、空間光調制器組、分束器以及第二透鏡組； 所述光源發出的光經過第一透鏡組將用于測量的二維拼接圖形投影至空間光調制器組，所述二維拼接圖形經空間光調制器組反射后，再依次通過分束器和第二透鏡組投影至基底表面成像。
進一步的，所述顯微裝置包括反射鏡、CXD圖像傳感器以及顯微鏡，二維拼接圖形在基底上所成的像經第二透鏡組投射至分束器處，并經分束器投射至反射鏡處，經反射鏡反射后再通過CXD圖像傳感器傳輸至顯微鏡處。所述平臺移動控制器和顯微鏡均與計算機相連，所述ΔΧ和Δ Y補償入計算機中的軟件，計算機再通過平臺移動控制器控制載物平臺移動以修正二維拼接圖形的形變。所述空間光調制器組中的空間光調制器設置為2 4個；所述二維拼接圖形的二維尺寸與空間光調制器組的掃描范圍相吻合。所述二維拼接圖形由呈陣列式排布的圖形模塊構成，所述圖形模塊為框套框圖案，也即圖形模塊由中心彼此重合的外框和內框構成。進一步的，所述圖形模塊沿橫向依次排列成行單元，且圖形模塊自上而下排布成若干行單元，各個行單元之間彼此平行，且各個行單元的起始圖形模塊自上而下沿橫向朝同一方向逐漸縮進或逐漸伸出，所述任意相鄰兩個行單元之間的縮進量或伸出量均相等； 任意一個行單元中相鄰圖形模塊之間的橫向間距均相等。優選的，所述外框和內框均為長方形或正方形，且內框的對角線與外框相應方向上的對角線彼此重合。進一步優選的，所述正方形狀的外框和內框的線寬均為50um，同一方向上的外框內緣與內框外緣之間的間隔為200um ；且任意相鄰兩個行單元之間的縮進量或伸出量均為 200umo所述Δ X禾Π Δ Y的計算公式如下ΔΧ =[(外框內徑-X1) +(內框內徑- )]/2Δ Y = (Y1-Y2) /2上式中，X1為拼接形變處的圖形模塊也即框套框圖案在X方向上的外框內徑；)(2為拼接形變處的圖形模塊也即框套框圖案在X方向上的內框內徑；Y1為拼接形變處的圖形模塊也即框套框圖案在Y方向上的外框內緣與內框外緣之間的最大間距；1為拼接形變處的圖形模塊也即框套框圖案在Y方向上的外框內緣與內框外緣之間的最小間距。本發明具有以下有益效果本發明通過顯微裝置確定二維拼接圖形的拼接形變處，并精確測量拼接形變處的拼接誤差值，從而將圖形在不同空間光調制器之間以及不同的條帶之間的拼接誤差量化表示；本發明并通過將測量得到的拼接誤差值補償入平臺移動控制器以解決圖形形變問題，從而有效地提高了圖形的準確度，降低了產品的不良率。


圖1是本發明中的光學裝置的結構示意圖。圖2、3均是二維拼接圖形的結構示意圖。圖4是圖形模塊的結構示意圖。圖5是圖形模塊的拼接形變處的放大示意圖。圖中標記的含義如下
1-光源 2-第一透鏡組3-空間光調制器組4-分束器5-第二透鏡組6-基底7-載物平臺8-反射鏡9-C⑶圖像傳感器10-顯微鏡 IlA-第一控制器IlB-第二控制器IlC-平臺移動控制器12-電機13-計算機14-外框15-內框16-圖形模塊
具體實施例方式如圖1所示，所述光學裝置包括光源1、第一透鏡組2、空間光調制器組3、分束器4 以及第二透鏡組5 ；所述光源1發出的光經過第一透鏡組2將用于測量的二維拼接圖形投影至空間光調制器組3，所述二維拼接圖形經空間光調制器組3反射后，再依次通過分束器 4和第二透鏡組5投影至基底6表面成像。進一步的，所述顯微裝置包括反射鏡、CXD圖像傳感器以及顯微鏡，二維拼接圖形在基底上所成的像經第二透鏡組投射至分束器處，并經分束器投射至反射鏡處，經反射鏡反射后再通過CXD圖像傳感器傳輸至顯微鏡處。所述第一控制器IlA用于控制空間光調制器組3，第二控制器IlB用于控制光源 1，第三控制器lie用于控制載物平臺7的精密移動；所述顯微鏡、第一控制器11A、第二控制器11B、第三控制器IlC均與計算機13相連，所述ΔΧ和ΔΥ補償入計算機13中的軟件， 計算機13再通過平臺移動控制器IlC控制載物平臺7移動以修正二維拼接圖形的拼接誤差。所述空間光調制器組3中的空間光調制器設置為2 4個；所述二維拼接圖形的二維尺寸與空間光調制器組3的掃描范圍相吻合。如圖2、3所示，所述二維拼接圖形由呈陣列式排布的圖形模塊16構成，如圖2、3、 4所示，所述圖形模塊16為框套框圖案，也即圖形模塊16由中心彼此重合的外框14和內框 15構成。圖2、3中虛線所示的拼接位置也即由不同空間光調制器所成圖像的拼接處。進一步的，所述圖形模塊16沿橫向依次排列成行單元，且圖形模塊16自上而下排布成若干行單元，各個行單元之間彼此平行，且各個行單元的起始圖形模塊自上而下沿橫向朝同一方向逐漸縮進或逐漸伸出，所述任意相鄰兩個行單元之間的縮進量或伸出量均相等；任意一個行單元中相鄰圖形模塊之間的橫向間距均相等。以左側為起始位置，則如圖2所示，各個行單元的起始圖形模塊自上而下沿橫向朝同一方向逐漸縮進，且任意上下相鄰兩個行單元之間的縮進量Bl均相等；而圖3所示為各個行單元的起始圖形模塊自上而下沿橫向朝同一方向逐漸伸出，且任意上下相鄰兩個行單元之間的伸出量B2均相等。優選的，如圖4所示，所述外框和內框均為長方形或正方形，且內框的對角線與外框相應方向上的對角線彼此重合。進一步優選的，所述正方形狀的外框14和內框15的線寬均為50um，同一方向上的外框內緣與內框外緣之間的間隔L均為200um ；且任意相鄰兩個行單元之間的縮進量或伸出量均為200um。下面結合附圖對本發明的工作過程做進一步說明。
1)、如圖1所示，將基底6置于可以精密移動的載物平臺7上；光源1發出的光經過第一透鏡組2，將二維拼接圖形投影至空間光調制器組3處，二維拼接圖形再經空間光調制器組3反射后，經過分束器4及第二透鏡組5，投影至基底6的表面成像；所述空間光調制器組3中的空間光調制器3 —共有四個；2)、所述二維拼接圖形在基底6上顯影后，通過反射鏡8、(XD圖像傳感器9以及顯微鏡10構成的顯微裝置尋找二維拼接圖形的拼接位置，以確定拼接形變處；3)、利用顯微鏡10檢測二維拼接圖形的拼接形變處的拼接誤差值，所述拼接誤差值包括二維拼接圖形在X方向上的拼接誤差值即ΔΧ和Y方向上的拼接誤差值即ΔΥ，ΔΧ 和ΔY的計算公式為所述Δ X禾Π Δ Y的計算公式如下ΔΧ =[(外框內徑-X1) +(內框內徑- )]/2Δ Y = (Y1-Y2) /2上式中，X1為拼接形變處的圖形模塊也即框套框圖案在X方向上的外框內徑；)(2為拼接形變處的圖形模塊也即框套框圖案在X方向上的內框內徑；Y1為拼接形變處的圖形模塊也即框套框圖案在Y方向上的外框內緣與內框外緣之間的最大間距；1為拼接形變處的圖形模塊也即框套框圖案在Y方向上的外框內緣與內框外緣之間的最小間距。4)、將所得到的ΔΧ和Δ Y補償進計算機13中的軟件，軟件再通過平臺移動控制器IlC控制電機12動作，電機12驅動載物平臺7移動進而解決拼接誤差。
權利要求
1.一種印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法，其特征在于包含如下步驟.1)、通過光學裝置在基底上投影用于測量的二維拼接圖形，所述基底設置在載物平臺上；.2)、當所述二維拼接圖形在基底上顯影后，通過顯微裝置確定二維拼接圖形的拼接形變處；.3)、確定所述二維拼接圖形的拼接形變處的拼接誤差值，所述拼接誤差值包括二維拼接圖形在X方向上的拼接誤差值即ΔΧ和Y方向上的拼接誤差值即ΔΥ;.4)、將所得到的ΔΧ和ΔY通過軟件補償的方式輸入平臺移動控制器，所述平臺移動控制器控制載物平臺移動以修正二維拼接圖形的拼接誤差。
2.根據權利要求1所述的印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法，其特征在于所述光學裝置包括光源、第一透鏡組、空間光調制器組、分束器以及第二透鏡組；所述光源發出的光經過第一透鏡組將用于測量的二維拼接圖形投影至空間光調制器組，所述二維拼接圖形經空間光調制器組反射后，再依次通過分束器和第二透鏡組投影至基底表面成像。
3.根據權利要求2所述的印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法，其特征在于所述顯微裝置包括反射鏡、CXD圖像傳感器以及顯微鏡，二維拼接圖形在基底上所成的像經第二透鏡組投射至分束器處，并經分束器投射至反射鏡處，經反射鏡反射后再通過CCD圖像傳感器傳輸至顯微鏡處。
4.根據權利要求3所述的印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法，其特征在于所述平臺移動控制器和顯微鏡均與計算機相連，所述ΔΧ和ΔY補償入計算機中的軟件，計算機再通過平臺移動控制器控制載物平臺移動以修正二維拼接圖形的形變。
5.根據權利要求2或3或4所述的印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法，其特征在于 所述空間光調制器組中的空間光調制器設置為2 4個；所述二維拼接圖形的二維尺寸與空間光調制器組的掃描范圍相吻合。
6.根據權利要求5所述的印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法，其特征在于所述二維拼接圖形由呈陣列式排布的圖形模塊構成，所述圖形模塊為框套框圖案，也即圖形模塊由中心彼此重合的外框和內框構成。
7.根據權利要求6所述的印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法，其特征在于所述圖形模塊沿橫向依次排列成行單元，且圖形模塊自上而下排布成若干行單元，各個行單元之間彼此平行，且各個行單元的起始圖形模塊自上而下沿橫向朝同一方向逐漸縮進或逐漸伸出，所述任意相鄰兩個行單元之間的縮進量或伸出量均相等；任意一個行單元中相鄰圖形模塊之間的橫向間距均相等。
8.根據權利要求6或7所述的印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法，其特征在于所述外框和內框均為長方形或正方形，且內框的對角線與外框相應方向上的對角線彼此重合。
9.根據權利要求8所述的印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法，其特征在于所述正方形狀的外框和內框的線寬均為50um，同一方向上的外框內緣與內框外緣之間的間隔為 200um ；且任意相鄰兩個行單元之間的縮進量或伸出量均為200um。
10.根據權利要求9所述的印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法，其特征在于所述ΔΧ 和ΔY的計算公式如下ΔΧ=[(外框內徑-&) + (內框內徑-X2)]/2 ΔΥ = (Y1-Y2)/2 上式中，X1為拼接形變處的圖形模塊也即框套框圖案在X方向上的外框內徑； X2為拼接形變處的圖形模塊也即框套框圖案在X方向上的內框內徑； Y1為拼接形變處的圖形模塊也即框套框圖案在Y方向上的外框內緣與內框外緣之間的最大間距；1為拼接形變處的圖形模塊也即框套框圖案在Y方向上的外框內緣與內框外緣之間的最小間距。
全文摘要
本發明涉及印刷電路板圖形轉換技術領域，具體涉及一種用于激光直接成像曝光設備中的印刷電路板圖形拼接誤差的修正方法。本修正方法首先通過光學裝置在基底上投影二維拼接圖形，再通過顯微裝置確定二維拼接圖形的拼接形變處；隨即確定所述二維拼接圖形的拼接形變處的拼接誤差值ΔX和ΔY；最后將ΔX和ΔY通過軟件補償的方式輸入平臺移動控制器，所述平臺移動控制器控制載物平臺移動以修正二維拼接圖形的形變。本發明通過顯微裝置確定二維拼接圖形的拼接形變處，并精確測量拼接形變處的拼接誤差值，再將拼接誤差值補償入平臺移動控制器以解決圖形形變問題，從而有效地提高了圖形的準確度，降低了產品的不良率。
文檔編號H05K3/00GK102573308SQ201210008440
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者嚴孝年, 楊毓銘, 譚忠文 申請人:合肥芯碩半導體有限公司