獲取激光直接成像設備的最佳焦面距離的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及印刷電路板圖形轉移技術領域，具體涉及一種獲取激光直接成像設備的最佳焦面距離的方法。
【背景技術】
[0002]對于印刷電路板加工領域，尤其是高精度HDI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。
[0003]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，通過紫外線照射菲林底片將圖形轉移到表面覆有感光干膜的PCB上，干膜曝光完成后經過化學溶液將未曝光部分的干膜溶解掉，剩下的干膜就是所要制作的圖形；而在激光直接成像設備中，激光束發出的紫外光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，再經過同樣的化學顯影。由于激光是通過光學透鏡聚焦在干膜上，當聚焦焦面剛好在干膜表面時，干膜所接收到的光強最強，成像也最清晰，所以在曝光前需要確定聚焦的焦面位置是否在干膜的表面上，如果焦面有偏移(即通常所說的離焦)，則會造成曝光圖形在干膜上所接收到的光強不足，光強不足會導致干膜曝光不完全，在經過化學顯影的時候就會被化學溶液溶解掉或者由于粘附力降低而脫落，嚴重影響圖形成像質量。
[0004]目前通常采用的焦面檢測方法是將覆有干膜的PCB通過曝光顯影后，用顯微鏡測量實際的線路是否與設計值一致，如果不一致就繼續調整光路到達板面的距離，重復曝光顯影測量，直至找到最佳曝光焦面，這種檢測方法過程繁瑣耗時，而且由于顯微鏡的測量誤差會導致不夠精確。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供了一種快速獲取激光直接成像設備的曝光焦面的方法，可以快速直觀的檢測到最佳焦面，提高了檢測效率和準確度。
[0006]為了達到上述目的，本發明所采用以下的技術方案:
獲取激光直接成像設備的最佳焦面距離的方法，包括依次進行的七個步驟:1)將一幅焦面檢測圖形輸入激光直接成像設備，所述曝光圖形由曝光單元組成；2 )將一塊基板(也稱為基底)裝配到激光直接成像設備的曝光工作臺上；3)啟動激光直接成像設備內部的激光頭，對基板進行初次曝光；4)對基板進行第一次移位曝光；5)按步驟4的方法對基板進行2次以上的移位曝光；6)對基板進行顯影；由于激光頭對基板進行曝光時的間距不同，導致基板在每次曝光時形成的圖形所接收到的激光能量不同，因而在顯影時，基板上圖形脫落的程度也不相同；7)找出基板上脫落最少圖形，該脫落最少的圖形所對應的激光頭與曝光工作臺之間的距離即為最佳焦面距離。
[0007]進一步說，獲取激光直接成像設備的最佳焦面距離的方法，具體如下:
步驟一:由操作人員向激光直接成像設備輸入一幅焦面檢測圖形；所述焦面檢測圖形板內含η個曝光圖形；其中，η取2至200 ；
步驟二:在黃光的環境下在激光直接成像設備的曝光工作臺安置一塊基板，所述基板為表明覆有一層感光干膜的PCB板；隨后，調整激光直接成像設備的激光頭與曝光工作臺之間的相對距離在0.0Omm至10.0Omm之間；
步驟三:在黃光的環境下，令激光直接成像設備的激光頭所產生的激光按步驟一所錄入的焦面檢測圖形的形貌直接投影在基板上，即完成對基板的第一次曝光，此時，在基板的感光干膜上形成與曝光圖形的輪廓相近似的η個激光投影區域，該η個激光投影區域記為第一組感光區域；
步驟四:在黃光的環境下，就將安裝有感光干膜的曝光工作臺朝激光頭的方向豎直移動0.0lmm至1.0Omm,同時,將該曝光工作臺沿與曝光圖形垂直的方向水平移動0.50mm至100.0Omm ;令激光直接成像設備的激光頭所產生的激光經焦面檢測圖形板將按步驟一所錄入的焦面檢測圖形的形貌再次直接投影在基板上，即完成對基板的第二次曝光，在基板的感光干膜上新增形成η個與曝光圖形的輪廓相近似的激光投影區域，該新增的η個激光投影區域記為第二組感光區域；
步驟五:按步驟四所述的方法再進行Ζ-2次的激光頭與曝光工作臺之間相對位置的調整與曝光，最終在基板的感光干膜上形成Z組感光區域；其中，Z為總的曝光次數，且Z的取值范圍在4至500之間；
步驟六:將由步驟五得到的經過Z次曝光的基板放在黃光環境下靜置5至10分鐘后進行顯影，感光區域所對應的感光干膜在顯影過程中發生脫落，即在感光區域形成顯影圖形，獲得含有Z組顯影圖形的基板；
步驟七；目測基板表面感光干膜上Z組顯影圖形的脫落情況，比較確認其中圖形脫落最少的一組顯影圖形，將該組顯影圖形在曝光時激光頭與曝光工作臺之間的距離作為最佳曝光距離，將該組顯影圖形在曝光時所對應的曝光焦面作為最佳焦面位置；
由于步驟二至五的每一次曝光時，激光頭與曝光工作臺之間的距離均不同，因此基板表面的感光干膜上每組感光區域實際接收到的激光光強和能量大小也不同，故上述Z組感光區域在顯影過程中所發生脫落的程度不同；只有當感光干膜處于最佳焦面位置時，其在曝光過程中形成的感光區域的面積最小、光強最大、能量最高，其在顯影時脫落的面積最小。
[0008]進一步說，所述曝光圖形的輪廓呈圓形、方形、三角形、矩形或多邊形。
[0009]進一步說，所述曝光圖形由曝光單元排列而成；所述曝光單元為圓形、方形、三角形、矩形或多邊形。
[0010]進一步說，輪廓呈方形或矩形的曝光圖形是由SXt個圓形的曝光單元排列而成。
[0011]進一步說，所述η個曝光圖形呈橫向或豎直方向排列，且曝光圖形之間的間距相坐寸ο
[0012]進一步說,所述曝光單元的直徑在0.0Olmm至0.500mm之間,相鄰兩個曝光單元的間距在0.0Olmm至0.500mm之間。
[0013]進一步說，構成曝光圖形的曝光單元的直徑相等，且每個曝光圖形內相鄰兩個曝光單元的間距相等。
[0014]進一步說，所述η個曝光圖形內的曝光單元直徑與間距按2或3的倍數遞增。
[0015]本發明具有以下有益效果:
本發明提供了一種用于激光直接成像設備的焦面檢測方法:令激光直接成像設備直接在覆有感光干膜的基板上進行Z次的投影，每進行一次投影就改變一次激光直接成像設備與覆有感光干膜的基板之間的相對位置，利用每次曝光時焦面位置的不同，使得激光投影在覆有感光干膜的基板上的光強各不相同，進而使得感光干膜上對應不同的焦面位置的曝光圖形所接受到的能量各不相同，而曝光圖形所接收到能量(光強)大小與顯影時曝光圖形的脫落程度相對應，且脫落程度最小的其曝光的質量就越好。因此，操作人員直接目視觀察感光干膜上圖形的脫落情況，找出顯影時脫落最少的一組曝光圖像，該曝光圖像所對應的焦面即是最佳焦面位置。本發明省去了傳統方法中所必須的采用顯微鏡測量線寬的檢測步驟，能夠快速、直觀、精確地找到最佳的曝光焦面，一方面提高了焦面的檢測效率和準確度，另一方面，也降低了 PCB由于曝光不足造成的報廢風險。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的流程圖。
[0017]圖2是本發明第I個實施例中所使用的焦面檢測圖形的示意圖。
[0018]圖3是本發明第I個實施例中覆有感光干膜的基板顯影后的示意圖。
[0019]圖4是本發明第2個實施例中所使用的焦面檢測圖形的示意圖。
[0020]圖5是本發明第2個實施例中覆有感光干膜的基板顯影后的示意圖。
【具體實施方式】
[0021 ] 現結合附圖詳細說明本發明的方法步驟。
[0022]參見圖1，獲取激光直接成像設備的最佳焦面距離的方法，包括依次進行的七個步驟:1)將一幅焦面檢測圖形輸入激光直接成像設備，所述曝光圖形由曝光單元組成；2)將一塊基板裝配到激光直接成像設備的曝光工作臺上；3)啟動激光直接成像設備內部的激光頭，對基板進行初次曝光；4)對基板進行第一次移位曝光；5)按步驟4的方法對基板進行2次以上的移位曝光；6)對基板進行顯影；由于激光頭對基板進行曝光時的間距不同，導致基板在每次曝光時形成的圖形所接收到的激光能量不同，因而在顯影時，基板上圖形脫落的程度也不相同；7)找出基板上脫落最少圖形，該脫落最少的圖形所對應的激光頭與曝光工作臺之間的距離即為最佳焦面距離。
[0023]實施例1
獲取激光直接成像設備的最佳焦面距離的方法，具體按如下步驟進行:
步驟一:由操作人員向激光直接成像設備輸入一幅焦面檢測圖形；所述焦面檢測圖形內含10個曝光圖形；
步驟二:在黃光的環境下，在激光直接成像設備的曝光工作臺安置一塊基板，所述基板為表明覆有一層感光干膜的PCB板；所述感光干膜為日立生產的型號為SL1329的干膜；隨后，調整激光直接成像設備的激光頭與曝光工作臺之間的相對距離為5.0Omm ；
步驟三:在黃光的環境下，令激光直接成像設備的激光頭所產生的激光按步驟一所錄入的焦面檢測圖形的形貌直接投影在基板上，即完成對基板的第一次曝光，此時，在基板的感光干膜上形成與曝光圖形的輪廓相近似的10個激光投影區域，該10個激光投影區域記為第I組感光區域；
步驟四:在黃光的環境下，就將安裝有感光干膜的曝光工作臺朝激光頭的方向豎直向上移動0.1Omm,同時，將該曝光工作臺沿與曝光圖形垂直的方向水平向右移動20.0Omm ;將令激光直接成像設備的激光頭所產生的激光經焦面檢測圖形板將按步驟一所錄入的焦面檢測圖形的形貌再次直接投影在基板上，即完成對基板的第二次曝光，在基板的感光干膜上新增形成10個與曝光圖形的輪廓相近似的激光投影區域，該新增的10個激光投影區域記為第二組感光區域；
步驟五:按步驟四所述的方法再進行8次的激光頭與曝光工作臺之間相對位置的調整與曝光，即曝光工作臺朝激光頭的方向以0.1Omm的跨度豎直向上移動9次(累計垂直向上偏移0.90mm)，與此同時，沿以20.0Omm的跨度水平向右的移動9次(累計水平向右偏移180.00mm)，最終在基板的感光干膜上形成10組感光區域；
步驟六:將由步驟五得到的經過10次曝光的基板放在黃光環境下靜置5至10分鐘后進行顯影，感光區域所對應的感光干膜在顯影過程中發生脫落，即在感光區域形成顯影圖形，獲得含有10組顯影圖形的基板；
步驟七；目測基板表面感光干膜上10組顯影圖形的脫落情況，比較確認其中圖形脫落最少的一組顯影圖形，將該組顯影圖形在曝光時激光頭與曝光工作臺之間的距離作為最佳曝光距離，將該組顯影圖形在曝光時所對應的曝光焦面作為最佳焦面位置；
參見圖2，在本實施例中，曝