本實用新型涉及絲網(wǎng)制版技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直寫式絲網(wǎng)制版設(shè)備。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的絲網(wǎng)制版工藝，需要通過曬版機使用菲林進行制版。菲林與早期的照相機底片類似。使用菲林進行制版流程如下：將帶有圖像的菲林貼在已涂敷感光膠的絲網(wǎng)網(wǎng)板上，使用汞燈照射菲林，菲林上有圖形部分可以透射光線，使網(wǎng)板的感光膠感光，將感光的網(wǎng)板進行顯影，顯影之后未感光的部分會被顯影液溶解，從而在網(wǎng)板上形成圖形。

傳統(tǒng)的利用菲林制版的方法存在如下缺陷：

1、耗材成本高昂，傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷制版方法需要使用照排機制作菲林，多色印刷需要多張菲林，曬版后菲林即遭廢棄，與直接制版相比耗材成本較高；

2、增加工序，導(dǎo)致制版效率低下：傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷制版過程需首先制作圖案底片，再經(jīng)曬版機制版工藝周期較長，制版效率低下，由此還可能導(dǎo)致更多的問題點出現(xiàn)以及人工成本、時間成本的增加；

3、菲林易損壞：菲林本身易變形易被劃傷，導(dǎo)致其使用壽命大大受影響；

4、無法制作超大網(wǎng)板：受菲林本身面積的限制，傳統(tǒng)的制版方法無法制作超大網(wǎng)板；

5、圖像精度差，無法滿足小線寬圖形的制版：由于傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷制版方法是通過圖案底片與感光膠接觸曝光復(fù)制而完成的，因而復(fù)制過程中會造成圖像細節(jié)的損失，圖像精度低于原稿，該現(xiàn)象在厚感光膠的曬版過程中尤為明顯，因此傳統(tǒng)菲林制版通常僅適用于50μm以上的線寬。

近年來，研究者們也進行了一些直接制版的嘗試。如我國授權(quán)公告號CN 103149801B的專利中，使用密排激光器進行曝光處理實現(xiàn)直接制版。但在實際應(yīng)用中，激光器裝配受到物理條件、尺寸等的限制，密排方式裝配的激光器數(shù)量相當(dāng)有限，一般不超過256支，加之網(wǎng)板制版只能使用平面掃描，而平面掃描需要不停的來回更換掃描方向，大大限制了密排式激光器的工作能力，導(dǎo)致產(chǎn)能低下；采用密排激光器進行直接制版的方式控制難度也較大，能量的細微不均勻都將帶來曝光效果的差異；采用密排激光器進行直接制版的方式還存在加工精細度不夠高的不足。

另一方面，現(xiàn)有的直接制版設(shè)備，網(wǎng)板往往通過夾具固定于平臺上。這種固定方式無法保證網(wǎng)板的各部分保持在同一水平面上，原因在于：(1)網(wǎng)板自身的變形；(2)夾具各間隙不均勻；(3)重力原因?qū)е戮W(wǎng)板中間部分出現(xiàn)輕微下垂。網(wǎng)板各部分無法保持在同一水平面上會帶來離焦的問題，進而導(dǎo)致圖形模糊或曝光不充分。此外，現(xiàn)有的直接制版設(shè)備對于反饋位置信號的定位平臺精度要求較高，導(dǎo)致了生產(chǎn)成本增加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于提供一種直寫式絲網(wǎng)制版設(shè)備，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型所提供的設(shè)備可以解決傳統(tǒng)制版使用菲林帶來的成本高、工序多、精度低等問題以及現(xiàn)有的直接制版方法產(chǎn)能低、加工精細度差、容易離焦、對定位平臺精度要求高等問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本使用新型提供一種直寫式(DIS)絲網(wǎng)制版設(shè)備。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種直寫式絲網(wǎng)制版設(shè)備，用于絲網(wǎng)制版過程中在網(wǎng)板上進行圖形曝光，設(shè)備包括主機、運動系統(tǒng)、光源驅(qū)動控制器(LSC)、光源(LS)、可編程數(shù)據(jù)控制器(PDC)、空間光調(diào)制器(SLM)、主動聚焦模塊(AF)、光學(xué)鏡頭、位置誤差修正模塊以及通信模塊；

所述運動系統(tǒng)由步進平臺、掃描平臺以及平臺驅(qū)動器組成，其中平臺驅(qū)動器與主機相連并驅(qū)動步進平臺和掃描平臺運動；

所述光源驅(qū)動控制器控制所述光源的開關(guān)狀態(tài)以及光強；

所述可編程數(shù)據(jù)控制器與主機直接相連，在主機的控制下驅(qū)動空間光調(diào)制器完成曝光任務(wù)；

所述主動聚焦模塊控制光學(xué)鏡頭與網(wǎng)板間的距離；

所述位置誤差修正模塊接收掃描平臺發(fā)出的實時位置信號，對實時位置信號進行修正得到精確位置信號并將精確位置信號輸出至可編程數(shù)據(jù)控制器；

所述通信模塊上行與主機相連，下行與光源驅(qū)動控制器以及主動聚焦模塊分別相連。

其中，所述主機是個人計算機、服務(wù)器或工控機中的一種。

其中，所述步進平臺承載網(wǎng)板并帶動網(wǎng)板運動，所述掃描平臺承載主動聚焦模塊和光學(xué)鏡頭并帶動主動聚焦模塊和光學(xué)鏡頭運動。

其中，所述光源是激光器或LED中的一種。

其中，所述可編程數(shù)據(jù)控制器由隨機存儲器、現(xiàn)場可編程門陣列以及空間光調(diào)制器控制芯片(SLMC)組成。

其中，所述空間光調(diào)制器控制芯片為數(shù)字光處理芯片(DLP)。

其中，所述空間光調(diào)制器為數(shù)字微鏡器件(DMD)。

其中，所述主動聚焦模塊由高速電機、位置傳感器和主動聚焦控制器組成。

本實用新型所提供的直寫式絲網(wǎng)制版設(shè)備工作步驟如下：

(1)網(wǎng)板準(zhǔn)備步驟，主機向平臺驅(qū)動器發(fā)出指令，平臺驅(qū)動器驅(qū)動步進平臺移動到上版位置，由人工或自動上板裝置將網(wǎng)板放置到步進平臺上，再由設(shè)于步進平臺的網(wǎng)板固定裝置對網(wǎng)板進行固定；

(2)版圖發(fā)送步驟，主機將版圖發(fā)送給可編程數(shù)據(jù)控制器，同時向可編程數(shù)據(jù)控制器發(fā)出關(guān)閉空間光調(diào)制器指令；

(3)曝光準(zhǔn)備步驟，主機根據(jù)相關(guān)參數(shù)計算出初始曝光點位置，然后控制平臺驅(qū)動器驅(qū)動步進平臺和掃描平臺移動到初始曝光點位置；其中，相關(guān)參數(shù)包括版圖大小、網(wǎng)板大小等；

(4)啟動主動聚焦步驟，主動聚焦模塊經(jīng)由通信模塊接收主機下發(fā)的指令，開始進行主動聚焦操作；

(5)版圖就緒信號及圖形生成步驟，可編程數(shù)據(jù)控制器接收版圖并準(zhǔn)備就緒后，向主機發(fā)出版圖就緒信號，表示可以開始曝光，之后可編程數(shù)據(jù)控制器依據(jù)版圖發(fā)送步驟中接收的版圖，持續(xù)地按空間光調(diào)制器的寬度生成圖形數(shù)據(jù)；

(6)打開光源步驟，光源驅(qū)動控制器經(jīng)由通信模塊接受主機下發(fā)的指令，打開光源；

(7)正方向的單次掃描步驟，平臺驅(qū)動器接受主機發(fā)出的控制指令，驅(qū)動掃描平臺按指定速度勻速運動到單次掃描的結(jié)束位置，掃描過程中，掃描平臺持續(xù)向位置誤差修正模塊反饋位置信號，位置誤差修正模塊對接收到的位置信號進行修正得到精確位置信號，并輸出精確位置信號至可編程數(shù)據(jù)控制器，可編程數(shù)據(jù)控制器根據(jù)接收的精確位置信號控制空間光調(diào)制器在指定位置投射相應(yīng)圖案；

(8)步進移動步驟，平臺驅(qū)動器接受主機發(fā)出的控制指令，驅(qū)動步進平臺向待曝光區(qū)域移動空間光調(diào)制器有效掃描寬度的距離；

(9)反方向的單次掃描步驟，平臺驅(qū)動器接受主機發(fā)出的控制指令，驅(qū)動掃描平臺按指定速度反方向勻速運動到反方向的結(jié)束位置，掃描過程中，掃描平臺持續(xù)向位置誤差修正模塊反饋位置信號，位置誤差修正模塊對接收到的位置信號進行修正得到精確位置信號，并輸出精確位置信號至可編程數(shù)據(jù)控制器，可編程數(shù)據(jù)控制器根據(jù)接收的精確位置信號控制空間光調(diào)制器在指定位置投射相應(yīng)圖案；

(10)步進移動步驟，平臺驅(qū)動器接受主機發(fā)出的控制指令，驅(qū)動步進平臺向待曝光區(qū)域移動空間光調(diào)制器有效掃描寬度的距離；

(11)重復(fù)步驟(7)-步驟(10)，直至所有圖形均被轉(zhuǎn)移，曝光過程完成。

其中，所述啟動主動聚焦步驟中所述主動聚焦操作的過程如下：主動聚焦模塊中的位置傳感器實時測量鏡頭到網(wǎng)板間的距離，當(dāng)所述距離的值超過鏡頭的誤差范圍時，主動聚焦模塊中的主動聚焦控制器上下移動主動聚焦模塊中的高速電機，使得鏡頭的焦面保持在網(wǎng)板平面上。

本實用新型的有益效果如下：

本實用新型的直寫式絲網(wǎng)制版設(shè)備，制版過程不需要菲林，有效降低了成本，且工序簡單、圖像精度高，可適用于制作超大網(wǎng)板；本實用新型采用面陣式空間光調(diào)制器進行直寫式制版，相對于傳統(tǒng)采用密排激光器進行直接制版的方式，加工精細度更高，控制難度小，且產(chǎn)能顯著提升。

此外，本實用新型實現(xiàn)了主動聚焦功能，對于網(wǎng)板不平的情況也能很好適應(yīng)，使得鏡頭焦面始終保持在網(wǎng)板平面上，有效避免網(wǎng)板不平整導(dǎo)致的離焦進而導(dǎo)致圖形模糊或曝光不充分等問題。本實用新型還引入了位置誤差修正模塊，有效克服了對高精度定位平臺依賴的問題，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的直寫式絲網(wǎng)制版設(shè)備的模塊組成圖；

圖2是本實用新型提供的直寫式絲網(wǎng)制版設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型提供的直寫式絲網(wǎng)制版裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是應(yīng)用本實用新型的直寫式絲網(wǎng)制版設(shè)備在網(wǎng)板上進行圖形曝光的方法流程圖。

附圖標(biāo)記說明：

1——主機，2——運動系統(tǒng)，2-1——步進平臺，2-2——掃描平臺，2-3——平臺驅(qū)動器，3——光源驅(qū)動控制器，4——光源，5——可編程數(shù)據(jù)控制器，6——空間光調(diào)制器，7——主動聚焦模塊，8——光學(xué)鏡頭，9——位置誤差修正模塊，10——通信模塊，11——網(wǎng)板，12——大理石框架，12-1——底座，12-2——龍門，12-2-1——龍門支架，12-2-2——龍門橫梁，13——網(wǎng)板固定裝置，14——光學(xué)系統(tǒng)。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。

實施例1

本實用新型提供一種直寫式絲網(wǎng)制版設(shè)備，用于絲網(wǎng)制版過程中在網(wǎng)板上進行圖形曝光。圖1所示是本實用新型一個具體實施例的直寫式絲網(wǎng)制版設(shè)備的模塊組成圖。該系統(tǒng)包括主機1、運動系統(tǒng)2、光源驅(qū)動控制器3、光源4、可編程數(shù)據(jù)控制器5、空間光調(diào)制器6、主動聚焦模塊7、光學(xué)鏡頭8、位置誤差修正模塊9以及通信模塊10。

主機1可以是PC、各類服務(wù)器或各類工控機。主機1的主要作用是接收版圖、緩存版圖和預(yù)處理版圖以及總控PDC、LSC、AF和運動系統(tǒng)協(xié)同工作。所涉及的版圖一般由CAM軟件負責(zé)生成，其格式可以是PDF、GDSII、GERBER、ODB++、TIF、BMP、DWG或DPF等。

運動系統(tǒng)2由步進平臺2-1、掃描平臺2-2以及平臺驅(qū)動器2-3組成，其中平臺驅(qū)動器2-3與主機1相連并驅(qū)動步進平臺2-1和掃描平臺2-2運動。步進平臺2-1承載網(wǎng)板并帶動網(wǎng)板在步進方向運動，掃描平臺2-2承載主動聚焦模塊7和光學(xué)鏡頭8并帶動主動聚焦模塊7和光學(xué)鏡頭8在掃描方向連續(xù)運動。掃描方向和步進方向相互垂直，但均平行于網(wǎng)板平面。

光源驅(qū)動控制器3控制光源4的開關(guān)狀態(tài)以及光強；光源用于提供曝光時所需要的光能量，曝光時，光源處于常開的恒流狀態(tài)。本實施例中使用的光源是激光器或LED中的一種。

可編程數(shù)據(jù)控制器5與主機直接相連1，在主機1的控制下驅(qū)動空間光調(diào)制器6完成曝光任務(wù)。可編程數(shù)據(jù)控制器5由隨機存儲器(RAM)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)以及空間光調(diào)制器控制芯片(SLMC)組成?？删幊虜?shù)據(jù)控制器5解析由主機1傳來的矢量圖形或位圖，將其按系統(tǒng)參數(shù)進行處理，然后生成SLMC可接受的格式，并驅(qū)動SLMC完成圖像的投射工作。本實施例中，使用的SLMC為德州儀器(TI)提供的DLP芯片。

空間光調(diào)制器6主要根據(jù)圖形或圖形數(shù)據(jù)，在光源的照射的作用下，在基底上投射不同的圖案。SLM通過對光的反射或折射，根據(jù)版圖中的圖形位置和當(dāng)前運動系統(tǒng)的位置，由PDC實時生成曝光需要的光學(xué)圖案，驅(qū)動SLM以完成曝光任務(wù)。本實施例中，使用的SLM為TI提供的數(shù)字微鏡器件(DMD)。

主動聚焦模塊7控制光學(xué)鏡頭8與網(wǎng)板間的距離，使鏡頭的焦面始終保持在網(wǎng)板平面上；主動聚焦模塊7由高速電機、位置傳感器和主動聚焦控制器組成。其工作過程如下：主動聚焦模塊7中的位置傳感器實時測量光學(xué)鏡頭8到網(wǎng)板間的距離，當(dāng)該距離的值超過鏡頭8的誤差范圍時，主動聚焦模塊7中的主動聚焦控制器上下移動主動聚焦模塊7中的高速電機，使得鏡頭的焦面保持在網(wǎng)板平面上。

位置誤差修正模塊9接收掃描平臺2-2發(fā)出的實時位置信號，然后對實時位置信號進行修正得到精確位置信號，并將精確位置信號輸送至PDC，由PDC根據(jù)接收的精確位置信號控制SLM在指定位置投射相應(yīng)圖案。

通信模塊10上行與主機1相連，下行與LSC以及AF分別相連，用于接收主機1下發(fā)的控制命令并向相應(yīng)模塊分發(fā)控制命令。

本實施例的直寫式絲網(wǎng)制版系統(tǒng)中，由光源、SLM、光學(xué)鏡頭和主動聚焦模塊組成了光學(xué)系統(tǒng)，其中，光源是照明系統(tǒng)的一部分(照明系統(tǒng)還包括其他用于勻光、聚焦的光學(xué)元件)，而主動聚焦、光學(xué)鏡頭和SLM則構(gòu)成了光學(xué)系統(tǒng)的成像部分。主動聚焦系統(tǒng)位于SLM的下方。

實施例2

如圖2是本實施例的一種直寫式絲網(wǎng)制版裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實施例的直寫式絲網(wǎng)制版裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可以看出，步進平臺2-1和掃描平臺2-2均承載于大理石框架12上，該大理石框架包括底座12-1和龍門12-2，底座12-1平行于水平面，龍門12-2包括龍門支架12-2-1和龍門橫梁12-2-2，龍門支架12-2-1垂直于水平面且固定在底座12-1上，龍門橫梁12-2-2位于龍門支架12-2-1頂端

其中，步進平臺2-1固定于底座12-1上，位于龍門橫梁12-2-2正下方，步進方向與龍門橫梁12-2-2相垂直；

掃描平臺2-2固定于龍門橫梁12-2-2上，掃描平臺2-2上承載有光學(xué)系統(tǒng)14，包括光源4、SLM6、光學(xué)鏡頭8和主動聚焦模塊7；

本實施例中的網(wǎng)板固定裝置13是網(wǎng)板夾具。網(wǎng)板11通過網(wǎng)板夾具固定于步進平臺上，網(wǎng)板夾具可有效避免網(wǎng)板在運動時滑動或跳動，從而避免曝光圖形錯亂。

以上應(yīng)用具體實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行了詳細闡述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。同時，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的核心思想，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。因此，基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。