本發(fā)明涉及一種光刻設(shè)備，特別是一種在高弧度三維立體上制備高精度線路圖形的智能化數(shù)字曝光系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
下一代手機(jī)將使用3d蓋板玻璃，而3d蓋板玻璃的技術(shù)難點(diǎn)則是如何在高弧度三維立體玻璃蓋板上制備高精度線路圖形。
傳統(tǒng)的三維圖形制作主要存在以下問題：
1、絲印印刷工藝：
靠絲網(wǎng)刮膠漏墨印刷圖形，只能印刷平面圖形，且絲網(wǎng)網(wǎng)紗線徑≥20um，印刷后圖形的鋸齒≥15um
2、移印印刷工藝：
靠硅膠上附著油墨轉(zhuǎn)移、壓印到3d曲面上，硅膠上附著的油墨的量和轉(zhuǎn)印的壓力來控制圖形的邊緣位置，油墨附著量不可靠，多次移印后硅膠存在變形，印刷后圖形邊緣公差≥30um，鋸齒不可控
3、激光蝕刻工藝：
3d蓋板整面或部分區(qū)域噴油墨后，用激光燒蝕圖形，單束或≤8束的激光點(diǎn)燒蝕油墨，生產(chǎn)效率低下，5吋單片耗時(shí)≥1分鐘
4、貼膜工藝：
先將油墨圖形做在一張膜上，然后壓貼到3d蓋板上，經(jīng)真空脫泡、高溫固化后形成圖形，制作工藝流程長，操作復(fù)雜，壓貼容易產(chǎn)生異物、氣泡，對位偏差容易產(chǎn)生邊緣多膠或邊緣殘缺，只能制作整塊圖形，無法制作復(fù)雜的圖形，且生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品良率低
5、ogs曝光油墨工藝
3d蓋板上噴油墨，采用掩模版，平行光曝光模式，曝光顯影后成型，3d蓋板圖形在不同的曝光焦點(diǎn)，掩模曝光后曲面上圖形存在嚴(yán)重的鋸齒，圖形焦面每相差1mm，鋸齒增加約7um，如圖形焦面相差3mm，則鋸齒可達(dá)21um，嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)。
針對上述不足，有必要設(shè)計(jì)一種新的曝光系統(tǒng)來滿足生產(chǎn)的更高要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種在高弧度三維立體上制備高精度線路圖形的新型曝光工藝，旨在解決以上背景中存在的關(guān)鍵性技術(shù)難題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
在高弧度三維立體上制備高精度線路圖形的曝光方法，其特征在于：其具體步驟在于：
a、承載板定位，
b、排板，將多個(gè)3d曲面玻璃蓋板以整列方式排列在承載板上，
c、讀取定位數(shù)據(jù)，通過視覺識別系統(tǒng)獲取3d曲面玻璃蓋板在承載板上的定位信息，
d、存儲(chǔ)定位信息，將上步中獲取的3d曲面玻璃蓋板在承載板上的定位信息信息儲(chǔ)存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，
e、讀取定位信息，從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中讀取該承載板上3d曲面玻璃蓋板的定位信息，
f、讀取曝光圖形中的圖形填充位置、曝光位置、曝光焦點(diǎn)信息，
g、生成動(dòng)態(tài)電子掩模，根據(jù)需要曝光的產(chǎn)品的立體圖形弧面曲率、弧面高度等參數(shù)，和需要曝光的圖形分辨率的要求，結(jié)合曝光機(jī)設(shè)備引擎的分辨率、景深的曝光解析能力參數(shù)指標(biāo)和曝光光斑的大小尺寸指標(biāo)，將圖形做區(qū)域分割，以確保每個(gè)曝光區(qū)域的圖形均在對應(yīng)的單次曝光光斑焦點(diǎn)的有效景深范圍內(nèi)，然后將此分割后的需要曝光的圖形，匹配c項(xiàng)中的圖形的填充位置及傾斜角度并進(jìn)行修正，生成動(dòng)態(tài)電子掩模，
h、光刻圖形，利用無掩模光刻系統(tǒng)按動(dòng)態(tài)電子掩模進(jìn)行光刻，根據(jù)曝光圖形信息，曝光不同焦面上不同的曝光圖形，形成光刻圖形，
i、重復(fù)以上e到h步驟，重復(fù)制作后續(xù)的多層圖形，完成多層圖形的疊加制作，
上述步驟包括以下部分：
承載板：用于承載若干已噴曝光油墨或感光膠的3d曲面玻璃蓋板；
視覺識別系統(tǒng)：用于攝取3d曲面玻璃蓋板邊緣位置圖像，進(jìn)行圖像識別，并獲取3d曲面玻璃蓋板在承載板上的定位信息；
系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫：用于存儲(chǔ)視覺識別系統(tǒng)獲取的定位信息；
曝光圖形分割和曝光焦點(diǎn)仿真系統(tǒng)：該系統(tǒng)能夠根據(jù)每塊3d曲面玻璃蓋板的曝光尺寸大小自動(dòng)生成電子圖形，并通過計(jì)算將每塊3d曲面玻璃蓋板表面分割成若干分割區(qū)域并確定每個(gè)分割區(qū)域的曝光焦點(diǎn)，并根據(jù)每個(gè)分割區(qū)域的大小及位置將電子圖形進(jìn)行分割形成新的區(qū)域電子圖形；
曝光電子圖形生成系統(tǒng)：將區(qū)域電子圖形填充至相應(yīng)的3d曲面玻璃蓋板上的對應(yīng)的分割區(qū)域，并形成曝光圖形；
動(dòng)態(tài)電子掩模生成系統(tǒng)：根據(jù)定位信息對3d曲面玻璃蓋板上的曝光圖形的填充位置及傾斜角度進(jìn)行修正，使各曝光圖形的位置與對應(yīng)的3d曲面玻璃蓋板上的實(shí)際位置一致，生成動(dòng)態(tài)電子掩模；
無掩模光刻系統(tǒng)：利用激光技術(shù)按動(dòng)態(tài)電子掩模進(jìn)行光刻。
所述所述承載板上設(shè)有定位基準(zhǔn)，視覺識別系統(tǒng)通過定位基準(zhǔn)自動(dòng)識別3d曲面玻璃蓋板的邊框。
所述定位基準(zhǔn)為圓孔或方孔。
所述視覺識別系統(tǒng)為ccd攝像系統(tǒng)及圖像處理軟件系統(tǒng)。
將3d曲面玻璃蓋板表面需要曝光的圖形分割成map1、map2至mapn連續(xù)的圖形，將每個(gè)單獨(dú)曝光區(qū)域map1、map2至mapn均置于其分別對應(yīng)的曝光焦點(diǎn)f1、f2至fn及有效景深△1、△2至△n內(nèi)，在該有效景深內(nèi)曝光的圖形可保證其圖形變形量≤1um，從而達(dá)到3d弧面分割圖形，分區(qū)域不同焦點(diǎn)曝光。
本發(fā)明的有益效果是：可實(shí)現(xiàn)在高弧度三維立體上制作高精度的線路圖形，該系統(tǒng)所生產(chǎn)的3d蓋板圖形邊緣鋸齒≤1um，尺寸為5吋的單片生產(chǎn)效率達(dá)10秒/片，生產(chǎn)成本低，良率高，產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定，是一種高精度、高良率、可量產(chǎn)化的新型曝光系統(tǒng)，該系統(tǒng)可擴(kuò)展應(yīng)用到3d車載液晶變色玻璃、柔性彎曲顯示屏幕、柔性電容式觸摸屏的線路制作、半導(dǎo)體高端三維立體封裝等高弧面三維立體圖形制作領(lǐng)域，該發(fā)明的曝光系統(tǒng)還可以根據(jù)客戶產(chǎn)品的需求，適當(dāng)修改曝光系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)邊緣鋸齒1um甚至更高精度的高弧度三維立體圖形的制作。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的分割示意圖。
map1與map2代表單次曝光的面積，f1和f2為不同的曝光焦點(diǎn)，map1與map2實(shí)現(xiàn)圖形無縫對接；△1為f1焦點(diǎn)所對應(yīng)的曝光景深，△11和△12為△1的上下有效景深高度；△2為f2焦點(diǎn)所對應(yīng)的曝光景深，△21和△22為△2的上下有效景深高度，
3d立體圖形曝光需要在不同的焦面上曝光精細(xì)圖形，本發(fā)明將需要曝光的3d立體圖形分割成map1、map2至mapn連續(xù)的圖形，將每個(gè)單獨(dú)曝光區(qū)域map1、map2至mapn均置于其分別對應(yīng)的曝光焦點(diǎn)f1、f2至fn及有效景深△1、△2至△n內(nèi)，在該有效景深內(nèi)曝光的圖形可保證其圖形變形量≤1um，從而達(dá)到3d弧面分割圖形，分區(qū)域不同焦點(diǎn)曝光。
在軟件計(jì)算曝光圖形形成數(shù)字化掩模板的過程中，其各項(xiàng)參數(shù)的相關(guān)性如下：
根據(jù)產(chǎn)品圖形的立體弧度情況和產(chǎn)品所需要曝光的圖形的分辨率和最小線寬線縫的要求，設(shè)計(jì)光學(xué)引擎的曝光光點(diǎn)的分辨率尺寸和該分辨率下的光學(xué)引擎的有效焦深f；
根據(jù)產(chǎn)品線路曝光所采用的感光材料的特性（感光度、曝光能量、分辨率等參數(shù)），設(shè)計(jì)光學(xué)引擎的光學(xué)系統(tǒng)，以上感光材料和光學(xué)引擎匹配焦深f參數(shù)后，決定了單次光斑曝光的景深△和單次曝光光斑的map尺寸
根據(jù)產(chǎn)品圖形的立體弧度情況和形貌情況，結(jié)合景深△和單次曝光光斑的map尺寸，將圖像做分割，決定每次曝光光斑的f1、f2至fn、景深△1、△2至△n、map1、map2至mapn，其中：
f1、f2至fn每個(gè)值均不相同，且每相鄰的數(shù)值f的差值f1-f2、f2–f3……可設(shè)置為相等或不相等，視立體圖形是否為連線的規(guī)格曲面所決定；
△1、△2至△n每個(gè)值均不相同，但每相鄰的數(shù)值△的差值△1-△2、△2–△3……均為零，由光學(xué)設(shè)計(jì)所決定；
map1、map2至△n每個(gè)map的長、寬值可設(shè)置為相同或不相同，由立體產(chǎn)品的圖形形貌、軟件的參數(shù)是否開放為可設(shè)值所決定。
具體實(shí)施方式
參照圖1，本發(fā)明公開了一種在高弧度三維立體上制備高精度線路圖形的曝光方法，包括,
承載板：用于承載若干已噴曝光油墨或感光膠的3d曲面玻璃蓋板；
視覺識別系統(tǒng)：用于攝取3d曲面玻璃蓋板邊緣位置圖像，進(jìn)行圖像識別，并獲取3d曲面玻璃蓋板在承載板上的定位信息；定位信息是承載板上的定位基準(zhǔn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，視覺識別系統(tǒng)通過定位基準(zhǔn)自動(dòng)識別3d曲面玻璃蓋板的邊框；所述定位基準(zhǔn)為圓孔或方孔；所述視覺識別系統(tǒng)主要為ccd攝像系統(tǒng)及圖像處理軟件系統(tǒng)。
系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫：用于存儲(chǔ)視覺識別系統(tǒng)獲取的定位信息；
曝光圖形分割和曝光焦點(diǎn)仿真系統(tǒng)：該系統(tǒng)能夠根據(jù)每塊3d曲面玻璃蓋板的曝光尺寸大小自動(dòng)生成電子圖形，并通過計(jì)算將每塊3d曲面玻璃蓋板表面分割成若干分割區(qū)域并確定每個(gè)分割區(qū)域的曝光焦點(diǎn)，并根據(jù)每個(gè)分割區(qū)域的大小及位置將電子圖形進(jìn)行分割形成新的區(qū)域電子圖形；
曝光電子圖形生成系統(tǒng)：將區(qū)域電子圖形填充至相應(yīng)的3d曲面玻璃蓋板上的對應(yīng)的分割區(qū)域，并形成曝光圖形；
動(dòng)態(tài)電子掩模生成系統(tǒng)：根據(jù)定位信息對3d曲面玻璃蓋板上的曝光圖形的填充位置及傾斜角度進(jìn)行修正，使各曝光圖形的位置與對應(yīng)的3d曲面玻璃蓋板上的實(shí)際位置一致，生成動(dòng)態(tài)電子掩模；
無掩模光刻系統(tǒng)：利用激光技術(shù)按動(dòng)態(tài)電子掩模進(jìn)行光刻；
其具體步驟在于：
a、承載板定位，
b、排板，將多個(gè)3d曲面玻璃蓋板以整列方式排列在承載板上，
c、讀取定位數(shù)據(jù)，通過視覺識別系統(tǒng)獲取3d曲面玻璃蓋板在承載板上的定位信息，
d、存儲(chǔ)定位信息，將上步中獲取的3d曲面玻璃蓋板在承載板上的定位信息信息儲(chǔ)存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，
e、讀取定位信息，從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中讀取該承載板上3d曲面玻璃蓋板的定位信息，
f、讀取曝光圖形中的圖形填充位置、曝光位置、曝光焦點(diǎn)信息，
g、生成動(dòng)態(tài)電子掩模，動(dòng)態(tài)電子掩模生成系統(tǒng)對曝光圖形的填充位置及傾斜角度進(jìn)行修正，生成動(dòng)態(tài)電子掩模，
h、光刻圖形，利用無掩模光刻系統(tǒng)按動(dòng)態(tài)電子掩模進(jìn)行光刻，根據(jù)曝光圖形信息，曝光不同焦面上不同的曝光圖形，形成光刻圖形，
i、重復(fù)以上e到h步驟，重復(fù)制作后續(xù)的多層圖形，完成多層圖形的疊加制作。
本發(fā)明的系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于觸摸屏、電子產(chǎn)品、光伏產(chǎn)品、pcb線路板、半導(dǎo)體封裝中高弧面3d多層復(fù)合圖層制作或圖層間定位套合制作，可有效解決高弧面3d圖形曝光精度難題同時(shí)提高生產(chǎn)效率，其優(yōu)點(diǎn)如下：
1、對高弧面3d圖形做智能化、數(shù)字化區(qū)域分割，不同的弧面高度的圖形采用不同的曝光焦點(diǎn)，使每個(gè)區(qū)域的圖形在曝光中都處于最佳焦點(diǎn)的焦深范圍以內(nèi)，確保3d弧面所有圖形都有最佳的分辨率，圖形最佳分辨率可達(dá)0.5um。
2、系統(tǒng)采用承載板多片小片拼版曝光功能，只要讀取承載板的小片3d玻璃位置信息，做到數(shù)據(jù)共享、統(tǒng)一管理，可有效提高了曝光生產(chǎn)效率。
3、由于玻璃之間的物理間距可能存在差異，不可避免會(huì)出現(xiàn)部分線路不在最佳焦深以內(nèi)，本發(fā)明的軟件仿真系統(tǒng)在曝光刻寫前對各個(gè)玻璃的實(shí)際圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行添加dummy塊修正，動(dòng)態(tài)電子掩模生成系統(tǒng)生成動(dòng)態(tài)電子掩模，采用無掩模曝光技術(shù)光刻，以保證所有圖形均在最佳曝光焦點(diǎn)的有效焦深以內(nèi)。
4、由于小塊玻璃與承載板在物理上是分離的，小塊玻璃在承載板上的位置不可避免會(huì)出現(xiàn)輕微的誤差(偏差)，本發(fā)明的系統(tǒng)在曝光刻寫前對各個(gè)小片玻璃的實(shí)際位置數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，動(dòng)態(tài)電子掩模生成系統(tǒng)生成動(dòng)態(tài)電子掩模，采用無掩模曝光技術(shù)光刻，以保證光刻位置的準(zhǔn)確性。
以上對本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種在高弧度三維立體上制備高精度線路圖形的曝光方法，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。