【摘要】：隨著高端電子產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越快,傳統(tǒng)PCB制版技術(shù)已經(jīng)無法滿足大面積高精度PCB制版的需求。DMD可取代傳統(tǒng)PCB制版的掩模板,實(shí)現(xiàn)無掩模光刻,為解決大面積高精度PCB制版提供了可能。近年來,基于DMD的無掩模激光投影光刻技術(shù)逐漸應(yīng)用于PCB制版領(lǐng)域,但依然存在PCB曝光面積較小及曝光像素尺寸以外線距、線寬精度低的問題,本文基于DMD對(duì)PCB激光制版系統(tǒng)及圖形轉(zhuǎn)移關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,并取得以下成果:首先,基于DMD設(shè)計(jì)了PCB激光制版系統(tǒng)的架構(gòu),包括光學(xué)系統(tǒng)、DMD驅(qū)動(dòng)和精密位移平臺(tái)三部分。實(shí)現(xiàn)光路的均勻度達(dá)到90%以上;掌握了DMD的控制規(guī)律;搭建了±5μm位移精度、500mm行程(X軸和Y軸)的精密位移平臺(tái),滿足了大面積、高精度PCB曝光的基本條件。其次,提出了基于掃描式的大面積PCB曝光改進(jìn)模型。對(duì)PCB線路圖形的預(yù)處理得到二進(jìn)制位圖并緩存;通過外同步模式將DMD驅(qū)動(dòng)與精密位移平臺(tái)之間構(gòu)成反饋,進(jìn)一步采用PID算法同步校準(zhǔn)龍門結(jié)構(gòu)的雙軸。對(duì)改進(jìn)模型進(jìn)行了仿真,在DMD幀頻固定、精密位移平臺(tái)以24.62mm/s速度移動(dòng)時(shí)拉伸失真最小。之后,提出了基于灰階調(diào)制的高精度PCB曝光改進(jìn)模型。采用1/2亞像素細(xì)分對(duì)傳統(tǒng)灰階調(diào)制的灰度圖像位平面分解改進(jìn),即將單幅圖像生成兩幅相差1/2像素的圖像,再經(jīng)精準(zhǔn)位移進(jìn)行1/2像素距離位移補(bǔ)償。對(duì)改進(jìn)模型進(jìn)行了仿真,改進(jìn)后的曝光分辨率高于原模型,且像素細(xì)分越小,曝光分辨率越高。最后,對(duì)PCB激光制版系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)物搭建,進(jìn)行了PCB曝光實(shí)驗(yàn),可曝光PCB尺寸達(dá)到300mm×400mm,線寬達(dá)到20μm以下,滿足了大面積、高精度項(xiàng)目指標(biāo)的要求。
【圖文】：

不能完全相同，因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致投影到 PCB 基板上的光照強(qiáng)度曝光技術(shù)。Xiaoyu Zheng[10]等人提到了一種步進(jìn)式投影曝光該曝光技術(shù)的原理是每投影一幅圖像到基板上完成曝光后，二幅圖像到基板上完成曝光，于此往復(fù)完成整張基板的曝光對(duì)步進(jìn)式投影曝光技術(shù)做了研究將該技術(shù)應(yīng)用于微納加工領(lǐng)小了 14 倍，曝光出來的線條達(dá)到了 2μm。但是該技術(shù)也存在出現(xiàn)重疊或者不連續(xù)而產(chǎn)生對(duì)準(zhǔn)誤差，這就需要投影到基板拼接精度，，因此增加了平臺(tái)的控制難度。曝光技術(shù)。Emami.M.M[13;14]等人借鑒了傳統(tǒng)光刻技術(shù)中的激提出了掃描式曝光技術(shù)應(yīng)用于 3D 微納加工領(lǐng)域，解決了步足。Emami.M.M 等人通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：（1）同等面積下步進(jìn)式曝光所用的時(shí)間，如圖 1. 1 所示；（2）相同基板上進(jìn)式曝光的光照強(qiáng)度更均勻。但是該技術(shù)適用于微納結(jié)構(gòu)的存在限制。

00 2500 30001020300405060708090100射反效率(%)圖 2. 2 波長與反射效率關(guān)系圖2.2.2 勻光透鏡設(shè)計(jì)勻光透鏡的常規(guī)設(shè)計(jì)有兩種：（1）聚光器、勻光棒和出光透鏡；（2）準(zhǔn)直透鏡、復(fù)眼透鏡組和場(chǎng)鏡。相比較而言第二種方式對(duì)激光光束的勻光效果更好[21]，激光光束通過準(zhǔn)直透鏡形成平行激光光束，打到第一排復(fù)眼透鏡陣列后，匯聚于第二排復(fù)眼透鏡陣列上，經(jīng)場(chǎng)鏡聚焦到 DMD 上。對(duì)通過勻光透鏡的光路進(jìn)行仿真，得到 DMD 表面的光照強(qiáng)分布如圖 2. 3 所示。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2596107