本發(fā)明涉及印刷電路板制造，尤其涉及一種曝光機(jī)的多重均分預(yù)測(cè)對(duì)位方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代pcb（印制電路板）制造過(guò)程中，曝光機(jī)作為圖像轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵設(shè)備，通過(guò)將設(shè)計(jì)圖像從光刻膠片精確轉(zhuǎn)移到印制板上，形成電路圖案，為了確保高質(zhì)量的圖像轉(zhuǎn)移，對(duì)曝光機(jī)的光源強(qiáng)度、曝光時(shí)間以及圖像對(duì)位精度的要求非常嚴(yán)格，然而，在實(shí)際操作中，由于pcb在曝光過(guò)程中的微小運(yùn)動(dòng)以及多次曝光過(guò)程中可能存在的疊加誤差，常常導(dǎo)致圖像模糊、對(duì)位不準(zhǔn)等問(wèn)題，這些因素直接影響了最終產(chǎn)品的精度和性能，因此，如何在復(fù)雜的曝光條件下保證圖像的高精度對(duì)位和清晰度，成為pcb制造中的一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，盡管已經(jīng)提出了多種對(duì)位校正方法，如靜態(tài)參數(shù)調(diào)整和單次曝光校正，但在處理動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)和多次曝光疊加誤差時(shí)，這些方法的效果仍然有限，由于缺乏對(duì)pcb運(yùn)動(dòng)過(guò)程中引起的圖像模糊的有效識(shí)別和校正機(jī)制，以及在多次曝光條件下無(wú)法有效修正疊加誤差，現(xiàn)有技術(shù)難以滿足高精度、高一致性要求的應(yīng)用場(chǎng)景。

3、因此，迫切需要一種曝光機(jī)的多重均分預(yù)測(cè)對(duì)位方法和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)pcb圖像的精確對(duì)位和高質(zhì)量轉(zhuǎn)移，從而提升產(chǎn)品的整體性能和制造精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述目的，本發(fā)明提供了一種曝光機(jī)的多重均分預(yù)測(cè)對(duì)位方法和系統(tǒng)。

2、一種曝光機(jī)的多重均分預(yù)測(cè)對(duì)位方法，包括以下步驟：

3、s1：通過(guò)曝光機(jī)獲取在不同曝光條件下的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)利用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)pcb的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，記錄pcb的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度變化，并將運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)；

4、s2：基于s1中獲取的pcb運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)關(guān)聯(lián)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊識(shí)別，并通過(guò)逆運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法對(duì)識(shí)別出的模糊區(qū)域進(jìn)行圖像校正；

5、s3：將s2中校正后的圖像進(jìn)行多次曝光圖像的疊加處理，通過(guò)多重均分預(yù)測(cè)對(duì)位算法，計(jì)算各次曝光圖像之間的疊加誤差，并對(duì)誤差進(jìn)行初步修正；

6、s4：根據(jù)s3中的疊加誤差修正結(jié)果，利用自適應(yīng)光學(xué)算子動(dòng)態(tài)調(diào)整曝光機(jī)的光學(xué)參數(shù)，包括光源強(qiáng)度和曝光時(shí)間，以優(yōu)化每次曝光圖像的均分預(yù)測(cè)對(duì)位效果；

7、s5：在s4的參數(shù)優(yōu)化基礎(chǔ)上，針對(duì)修正后的圖像進(jìn)行迭代融合，通過(guò)多次迭代均分處理，修正殘留的對(duì)位誤差；

8、s6：將s5中獲得的最終對(duì)位圖像數(shù)據(jù)傳輸至曝光機(jī)的控制流程中，以實(shí)現(xiàn)pcb圖像的最終轉(zhuǎn)移，同時(shí)記錄并分析迭代過(guò)程中產(chǎn)生的誤差數(shù)據(jù)，將其反饋至圖像采集和校正過(guò)程中進(jìn)行優(yōu)化。

9、可選的，所述s1具體包括：

10、s11：通過(guò)曝光機(jī)的控制單元設(shè)定多個(gè)曝光條件，包括光源強(qiáng)度、曝光時(shí)間、曝光角度的參數(shù)，每個(gè)設(shè)定的曝光條件對(duì)應(yīng)一次圖像采集操作，用于獲取在不同曝光條件下的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)；

11、s12：在pcb加工過(guò)程中，配置多通道高精度傳感器網(wǎng)絡(luò)，傳感器包括激光位移傳感器和慣性測(cè)量單元，用于實(shí)時(shí)采集pcb的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，包括運(yùn)動(dòng)軌跡和速度變化的動(dòng)態(tài)信息；

12、s13：在每次圖像采集操作時(shí)，利用曝光機(jī)的同步控制機(jī)制，將采集的圖像數(shù)據(jù)與傳感器記錄的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，確保每個(gè)圖像數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)之間的時(shí)間關(guān)聯(lián)一致；

13、s14：將同步后的圖像數(shù)據(jù)與其對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理，生成關(guān)聯(lián)標(biāo)識(shí)，并將這些關(guān)聯(lián)標(biāo)識(shí)及其對(duì)應(yīng)的圖像和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中。

14、可選的，所述s2具體包括：

15、s21：基于s1步驟中獲取的pcb運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元對(duì)pcb的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度變化進(jìn)行分析，并提取出pcb在不同時(shí)間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，包括位移、速度和加速度的信息；

16、s22：根據(jù)s21中分析得到的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，對(duì)每個(gè)圖像像素點(diǎn)在曝光過(guò)程中受到的運(yùn)動(dòng)影響進(jìn)行計(jì)算，累積影響以識(shí)別出潛在的模糊區(qū)域，并生成對(duì)應(yīng)的模糊區(qū)域圖；

17、s23：基于s22中識(shí)別出的模糊區(qū)域，應(yīng)用逆運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法對(duì)每個(gè)模糊區(qū)域進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)反向推導(dǎo)pcb的運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)圖像中每個(gè)受影響的像素進(jìn)行位移校正，將模糊像素恢復(fù)至原始位置；

18、s24：將經(jīng)過(guò)s23補(bǔ)償校正后的圖像進(jìn)行輸出處理，并替換掉原始的模糊圖像數(shù)據(jù)，以用于后續(xù)的圖像處理步驟。

19、可選的，所述s22具體包括：

20、s221：根據(jù)s21中提取的pcb運(yùn)動(dòng)參數(shù)，對(duì)于每個(gè)圖像像素點(diǎn)，計(jì)算其在曝光過(guò)程中由于pcb運(yùn)動(dòng)所受到的位移，具體對(duì)于每個(gè)像素點(diǎn)在時(shí)間的運(yùn)動(dòng)位移和的公式表示為：

21、；

22、，其中，和分別表示像素點(diǎn)在圖像坐標(biāo)系中的橫向和縱向位置；表示嚗光過(guò)程中的時(shí)間點(diǎn)；和分別表示像素點(diǎn)在時(shí)間的橫向位移和縱向位移；和分別表示在時(shí)間的橫向速度和縱向速度；和分別表示在時(shí)間的橫向加速度和縱向加速度；表示相鄰兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間間隔；

23、s222：基于s221中計(jì)算得到的每個(gè)像素點(diǎn)的累積位移，計(jì)算其運(yùn)動(dòng)模糊度量，計(jì)算公式為：，表示像素點(diǎn)的總模糊度量；和分別表示像素點(diǎn)在時(shí)間的橫向位移和縱向位移；和分別表示曝光開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)間點(diǎn)；

24、s223：將s222中計(jì)算得到的模糊度量與預(yù)設(shè)的模糊閾值進(jìn)行比較，識(shí)別出所有滿足條件的像素點(diǎn)，滿足條件的像素點(diǎn)被標(biāo)識(shí)為模糊區(qū)域；

25、s224：根據(jù)s223中識(shí)別出的模糊區(qū)域，生成對(duì)應(yīng)的模糊區(qū)域圖，模糊區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)在二值圖像中被賦值為1，而非模糊區(qū)域的像素點(diǎn)則被賦值為0，從而生成一個(gè)明確標(biāo)識(shí)出模糊區(qū)域的二值模糊區(qū)域圖。

26、可選的，所述s23具體包括：

27、s231：基于s22步驟中識(shí)別出的模糊區(qū)域，逆向計(jì)算pcb的運(yùn)動(dòng)軌跡，具體對(duì)于每個(gè)受影響的像素點(diǎn)，根據(jù)在s221中計(jì)算得到的速度和以及加速度和，反向推導(dǎo)出像素點(diǎn)在曝光初始時(shí)刻的位置；

28、s232：利用s231中反向推導(dǎo)出的初始位置，對(duì)每個(gè)模糊像素點(diǎn)的位移進(jìn)行校正；

29、s233：將s232中校正后的像素位置應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)，替換掉原始的模糊像素位置，使得圖像中的所有模糊像素恢復(fù)至其原始清晰的位置。

30、可選的，所述s3具體包括：

31、s31：將s2中經(jīng)過(guò)校正后的圖像數(shù)據(jù)按時(shí)間順序依次進(jìn)行疊加處理，每次曝光生成的圖像被分成若干個(gè)子區(qū)域，分別對(duì)應(yīng)各次曝光的圖像子區(qū)域按照對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)行疊加，疊加后的圖像區(qū)域的公式表示為：

32、，其中，表示第次曝光生成的第個(gè)子區(qū)域；表示疊加后的第個(gè)子區(qū)域；表示疊加的曝光次數(shù)；

33、s32：通過(guò)多重均分預(yù)測(cè)對(duì)位算法，對(duì)s31步驟中疊加后的圖像子區(qū)域進(jìn)行誤差分析，具體通過(guò)計(jì)算疊加前后各個(gè)像素點(diǎn)之間的位移差異作為疊加誤差；

34、s33：針對(duì)s32中計(jì)算得到的疊加誤差，對(duì)每個(gè)子區(qū)域應(yīng)用初步誤差修正算法，用于調(diào)整圖像的橫向和縱向位移，使得所有疊加后的子區(qū)域之間的誤差最小化。

35、可選的，所述s4具體包括：

36、s41：根據(jù)s3步驟中計(jì)算得到的疊加誤差修正結(jié)果，生成光學(xué)參數(shù)調(diào)整數(shù)據(jù)，具體將每個(gè)子區(qū)域的疊加誤差與光學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系表示為：，其中，表示第個(gè)子區(qū)域的光學(xué)參數(shù)調(diào)整量；表示第個(gè)子區(qū)域的疊加誤差；表示光學(xué)參數(shù)的初始設(shè)定值；為調(diào)整系數(shù)；表示所有子區(qū)域中最大的疊加誤差；

37、s42：利用自適應(yīng)光學(xué)算子對(duì)每個(gè)子區(qū)域的光學(xué)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，包括光源強(qiáng)度和曝光時(shí)間，光學(xué)算子根據(jù)每個(gè)子區(qū)域的疊加誤差自動(dòng)調(diào)整其光學(xué)參數(shù)，使得所有子區(qū)域的圖像均分預(yù)測(cè)對(duì)位效果得到優(yōu)化；

38、s43：基于s42中調(diào)整后的光學(xué)參數(shù)，進(jìn)行多次迭代優(yōu)化，使得所有子區(qū)域的疊加誤差逐漸減小至預(yù)設(shè)閾值以下，迭代過(guò)程中的優(yōu)化公式為：，其中，表示第個(gè)子區(qū)域在第次迭代后的光學(xué)參數(shù)；表示第個(gè)子區(qū)域在第次迭代后的光學(xué)參數(shù)；和分別表示第個(gè)子區(qū)域在第次和第次迭代后的疊加誤差；為迭代調(diào)整系數(shù)，用于控制每次迭代的調(diào)整幅度。

39、可選的，所述s5具體包括：

40、s51：在s4完成光學(xué)參數(shù)優(yōu)化后，針對(duì)修正后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行初始誤差評(píng)估，具體對(duì)每個(gè)子區(qū)域的圖像進(jìn)行分析，計(jì)算殘留的對(duì)位誤差，計(jì)算公式為：，其中，表示第個(gè)子區(qū)域的殘留對(duì)位誤差；和分別表示第個(gè)子區(qū)域修正后的橫向和縱向坐標(biāo)；和分別表示參考坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的位置；

41、s52：針對(duì)s51中計(jì)算的殘留對(duì)位誤差，通過(guò)迭代均分算法對(duì)圖像進(jìn)行多次迭代處理，迭代均分處理的公式為：，其中，表示第個(gè)子區(qū)域在第次迭代后的圖像數(shù)據(jù)；表示第個(gè)子區(qū)域在第次迭代后的圖像數(shù)據(jù)；表示參考圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)均分處理，將每個(gè)子區(qū)域的數(shù)據(jù)逐步調(diào)整至參考位置；

42、s53：在s52的基礎(chǔ)上，對(duì)每次迭代均分后的圖像進(jìn)行誤差修正，更新每個(gè)子區(qū)域的坐標(biāo)值，并重新計(jì)算殘留對(duì)位誤差；

43、s54：在每次迭代后，檢查所有子區(qū)域的殘留對(duì)位誤差是否已收斂至預(yù)設(shè)閾值以下，若所有子區(qū)域的殘留對(duì)位誤差滿足，則停止迭代；否則，繼續(xù)進(jìn)行迭代均分處理，直到誤差收斂為止。

44、可選的，所述s6具體包括：

45、s61：將s5中獲得的最終對(duì)位圖像數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)接口傳輸至曝光機(jī)的控制流程中，傳輸過(guò)程包括將每個(gè)子區(qū)域的校正后圖像數(shù)據(jù)按照預(yù)定數(shù)據(jù)格式進(jìn)行編碼，并通過(guò)高速數(shù)據(jù)總線將其發(fā)送至曝光機(jī)；

46、s62：在對(duì)位圖像數(shù)據(jù)傳輸至曝光機(jī)控制流程后，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，具體通過(guò)與原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證接收的數(shù)據(jù)是否與發(fā)送的數(shù)據(jù)一致；

47、s63：在s5的迭代過(guò)程中，實(shí)時(shí)記錄每次迭代后的殘留誤差數(shù)據(jù)，記錄的數(shù)據(jù)包括每個(gè)子區(qū)域的誤差值、對(duì)應(yīng)的迭代次數(shù)以及調(diào)整后的光學(xué)參數(shù)值；

48、s64：對(duì)s63中記錄的誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識(shí)別出誤差變化的趨勢(shì)和規(guī)律，并生成反饋模型，用于指導(dǎo)后續(xù)的圖像采集和校正過(guò)程；

49、s65：利用反饋模型對(duì)曝光條件、光學(xué)參數(shù)進(jìn)行預(yù)先調(diào)整，以減少初始誤差。

50、一種曝光機(jī)的多重均分預(yù)測(cè)對(duì)位系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)上述的一種曝光機(jī)的多重均分預(yù)測(cè)對(duì)位方法，包括以下模塊：

51、圖像采集模塊：用于通過(guò)曝光機(jī)獲取在不同曝光條件下的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)，并利用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)pcb的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，記錄pcb的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度變化，將運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)；

52、模糊識(shí)別模塊：基于圖像采集模塊提供的pcb運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)每個(gè)圖像像素點(diǎn)在曝光過(guò)程中受到的運(yùn)動(dòng)影響進(jìn)行計(jì)算，識(shí)別出潛在的模糊區(qū)域，并生成對(duì)應(yīng)的模糊區(qū)域圖；

53、逆運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊：基于識(shí)別出的模糊區(qū)域，應(yīng)用逆運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法對(duì)每個(gè)模糊區(qū)域進(jìn)行位移校正，將模糊像素恢復(fù)至其原始位置；

54、圖像疊加修正模塊：將校正后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行多次曝光圖像的疊加處理，通過(guò)多重均分預(yù)測(cè)對(duì)位算法，計(jì)算各次曝光圖像之間的疊加誤差，并對(duì)誤差進(jìn)行初步修正；

55、光學(xué)參數(shù)優(yōu)化模塊：根據(jù)疊加誤差修正結(jié)果，利用自適應(yīng)光學(xué)算子動(dòng)態(tài)調(diào)整曝光機(jī)的光學(xué)參數(shù)，包括光源強(qiáng)度和曝光時(shí)間，以優(yōu)化每次曝光圖像的均分預(yù)測(cè)對(duì)位效果，并對(duì)光學(xué)參數(shù)進(jìn)行多次迭代優(yōu)化；

56、迭代融合收斂模塊，基于光學(xué)參數(shù)優(yōu)化后的圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)多次迭代均分處理，修正殘留的對(duì)位誤差，并對(duì)修正后的圖像進(jìn)行收斂判定，確保所有子區(qū)域的對(duì)位誤差達(dá)到預(yù)設(shè)的精度要求；

57、控制反饋優(yōu)化模塊：將最終對(duì)位圖像數(shù)據(jù)傳輸至曝光機(jī)的控制流程中，以實(shí)現(xiàn)pcb圖像的最終轉(zhuǎn)移，并實(shí)時(shí)記錄和分析迭代過(guò)程中產(chǎn)生的誤差數(shù)據(jù)，生成反饋模型，用于指導(dǎo)后續(xù)圖像采集和校正過(guò)程中的光學(xué)參數(shù)優(yōu)化。

58、本發(fā)明的有益效果：

59、本發(fā)明，通過(guò)整合運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析、逆運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)、多重均分預(yù)測(cè)對(duì)位算法，以及光學(xué)參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整，有效解決了pcb曝光過(guò)程中因微小運(yùn)動(dòng)引起的圖像模糊和多次曝光疊加誤差問(wèn)題，特別是，逆運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)允許精確校正由pcb動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)引起的圖像偏移，而多重均分預(yù)測(cè)對(duì)位算法則確保了多次曝光過(guò)程中圖像的精確對(duì)齊。

60、本發(fā)明，通過(guò)引入自適應(yīng)光學(xué)參數(shù)調(diào)整，本發(fā)明能夠根據(jù)實(shí)時(shí)誤差分析結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整曝光機(jī)的光源強(qiáng)度和曝光時(shí)間，優(yōu)化了圖像的質(zhì)量和對(duì)位精度，這種自適應(yīng)調(diào)整機(jī)制不僅減少了對(duì)位誤差，還提高了整個(gè)曝光系統(tǒng)的靈活性和效率。