专利名称：一种高精度平行光曝光机的pcb板定位装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及PCB板的生产加工设备，具体是一种高精度平行光曝光机的PCB板定位装置。
背景技术：
在当今信息时代，我们见到的所有电子产品，小到电子手表、计算器、移动电话、掌上电脑，大到计算机、电子通讯设备、军用武器系统，都离不开组装电子元器件的基板——印制电路板(PCB)。只要有集成电路等电子组件，它们之间的互连都要用到PCB。在电子产品研究过程中，最基本的成功因素就是该产品的PCB的设计和制造。PCB的设计和制造质量直接影响到整个产品的质量和成本，甚至商业竞争的成败。PCB生产过程中的一个关键工序是利用光学曝光(又称光刻)的方法进行底板和印制板间的图像转移，工业上又称PCB成像。PCB成像的方法有多种，但在考虑大面积曝光、高产量、高精度等因素时，平行光曝光法是首选的方法。平行光曝光机就是采用平行光曝光法来实现PCB成像技术的设备。随着技术的不断进步，电子产品的体积变得越来越小，电路集成度越来越高，这就要求生产PCB的线宽与线距的尺寸精度越来越高。因此，对平行光曝光机的精度要求也越来越高。也就是对平行光曝光机的精密定位装置的精度要求也越来越高。同时，为了提供加工效率，PCB生产过程中的定位速度也较快。所以，迫切需要一种定位装置来实现高精度平行光曝光机的快速与精密的定位。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种具有快速及精确定位功能的高精度平行光曝光机的PCB板定位装置。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种高精度平行光曝光机的PCB板定位装置，它是由宏动定位装置、微动定位装置、控制器和位置检测装置构成，其中，宏动定位装置是由伺服电机、联轴器、丝杠和宏动工作台构成，所述控制器通过伺服控制器与伺服电机电连接，伺服电机通过联轴器带动丝杆转动，丝杆带动宏动工作台移动；微动定位装置是由压电陶瓷驱动电源和压电陶瓷微动工作台构成，所述压电陶瓷驱动电源与压电陶瓷微动工作台电连接，压电陶瓷微动工作台设在宏动工作台上，所述压电陶瓷微动工作台，用以放置PCB板；所述位置检测装置，用以检测宏动定位装置对PCB板快速移动后的实际位置与预定位置的位移误差，并将该位移误差信息传送给控制器；控制器依据该位移误差信息得出使PCB板到达指定位置时压电陶瓷微动工作台所需要的位移量，依据该位移量对压电陶瓷驱动电源进行控制。所述位置检测装置，是由四象限光电二极管传感器、信号处理模块和激光光源装置构成，所述激光光源装置设在压电陶瓷微动工作台上，所述四象限光电二极管传感器将接收到的激光光源装置的光信号传送给信号处理模块，信号处理模块计算出宏动定位装置对PCB板快速移动后的实际位置与预定位置的位移误差信息，并将该位移信息传送给所述的控制器。本实用新型的有益效果由于采用上述的PCB板定位装置及定位方法，不仅实现了 PCB板的快速移动定位，以提高工作效率，而且还大大提高了定位精度，以保证PCB板的产品质量；本实用新型还具有结构简单，可靠性高，成本低，易推广等多项优点。
以下结合附图
对本实用新型作进一步的详细说明。图I为本实用新型的结构示意图。图中1、伺服电机；2、联轴器；3、丝杠；4、宏动工作台；5、控制器；6、伺服控制器；7、压电陶瓷驱动电源；8、压电陶瓷微动工作台；9、PCB板；10、四象限光电二极管传感器；11、信号处理模块；12、激光光源装置。
具体实施方式
如图I所示，一种高精度平行光曝光机的PCB板定位装置，它是由宏动定位装置、微动定位装置、控制器5和位置检测装置构成，其中，宏动定位装置是由伺服电机I、联轴器2、丝杠3和宏动工作台4构成，所述控制器5通过伺服控制器6与伺服电机I电连接，伺服电机I通过联轴器2带动丝杆3转动，丝杆3带动宏动工作台4移动。微动定位装置是由压电陶瓷驱动电源7和压电陶瓷微动工作台8构成，压电陶瓷驱动电源7与压电陶瓷微动工作台8电连接，压电陶瓷微动工作台8设在宏动工作台4上，所述压电陶瓷微动工作台8，用以放置PCB板9。所述位置检测装置，是由四象限光电二极管传感器10、信号处理模块11和激光光源装置12构成，所述激光光源装置12设在压电陶瓷微动工作台8上，四象限光电二极管传感器10将接收到的激光光源装置的光信号传送给信号处理模块11，信号处理模块11计算出宏动定位装置对PCB板9快速移动后的实际位置与预定位置的位移误差信息，并将该位移信息传送给所述的控制器。控制器5依据该位移误差信息得出使PCB板9到达指定位置时压电陶瓷微动工作台8所需要的位移量，依据该位移量对压电陶瓷驱动电源7进行控制。所述四象限光电二极管传感器是由四个光电探测器构成，每个探测器探测一个象限，激光信号经光学系统后在四象限光电二极管传感器上聚焦，传感器对聚焦误差信号很敏感。信号处理模块就将传感器的光强信号转换为数字信号，并通过接口将数据传输至平行光曝光机的控制器，经过处理后就能得到精确的位置。因此，利用四象限光电二极管传感器的聚焦误差信号对位移变化敏感的特性，使用四象限光电二极管传感器与信号处理模块来检测位置，检测精度可以达到O. I微米。利用高精度平行光曝光机的PCB板定位装置进行PCB板定位的方法，包括以下步骤首先确定PCB板的大致定位位置，误差在2_以内。然后根据该位置将四象限光电二极管传感器安装在平行光曝光机的机架上，将激光光源装置安装在压电陶瓷微动工作台上，并调整相对位置，使激光的光斑落在四象限光电二极管传感器的中心；利用高精度位置检测仪器，如激光干涉仪，将四象限光电二极管传感器的精确位置测量出来。其次利用宏动定位装置对PCB板快速定位在控制器控制下，宏动定位装置中的伺服电机通过丝杆带动宏动工作台，从而带动使压电陶瓷微动工作台及其上的PCB板到达预定位置；然后，计算微动定位装置的位移利用位置检测装置检测宏动定位装置对PCB板快速移动后的实际位置与预定位置的位移误差，并利用该位移误差计算出PCB板到达指定位置时压电陶瓷微动工作台所需要的位移。最后，利用微动定位装置实现PCB板的精确定位控制器依据步骤B中所得出的位移信息对压电陶瓷驱动电源进行控制，使压电陶瓷微动工作台带动PCB板到达指定位置，以实现对PCB板的精确定位。定位精度小于I微米，可满足高精度平行光曝光机的定位要求。因此，利用四象限光电二极管传感器与宏微复合定位方式，具有很高的定位精度并且成本较低，实现了高精度平行光曝光机的快速与精密的定位。以上所述是本实用新型的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本实用新型之 权利范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种高精度平行光曝光机的PCB板定位装置，其特征在于它是由宏动定位装置、微动定位装置、控制器和位置检测装置构成，其中，宏动定位装置是由伺服电机、联轴器、丝杠和宏动工作台构成，所述控制器通过伺服控制器与伺服电机电连接，伺服电机通过联轴器带动丝杆转动，丝杆带动宏动工作台移动；微动定位装置是由压电陶瓷驱动电源和压电陶瓷微动工作台构成，所述压电陶瓷驱动电源与压电陶瓷微动工作台电连接，压电陶瓷微动工作台设在宏动工作台上，所述压电陶瓷微动工作台，用以放置PCB板；所述位置检测装置，用以检测宏动定位装置对PCB板快速移动后的实际位置与预定位置的位移误差，并将该位移误差信息传送给控制器；控制器依据该位移误差信息得出使PCB板到达指定位置时压电陶瓷微动工作台所需要的位移量，依据该位移量对压电陶瓷驱动电源进行控制。
2.根据权利要求I所述的高精度平行光曝光机的PCB板定位装置，其特征在于所述位置检测装置，是由四象限光电二极管传感器、信号处理模块和激光光源装置构成，所述激光光源装置设在压电陶瓷微动工作台上，所述四象限光电二极管传感器将接收到的激光光源装置的光信号传送给信号处理模块，信号处理模块计算出宏动定位装置对PCB板快速移动后的实际位置与预定位置的位移误差信息，并将该位移信息传送给所述的控制器。
专利摘要本实用新型公开了一种高精度平行光曝光机的PCB板定位装置，该装置包括有宏动定位装置、微动定位装置和高精度位置检测装置，其中宏动定位装置包括伺服电机、联轴器、精密丝杠、宏动工作台。微动定位装置包括压电陶瓷驱动电源、压电陶瓷微动工作台。高精度位置检测装置包括激光光源装置、四象限光电二极管传感器、信号处理模块，以实现PCB板的位置检测。本实用新型采用宏微复合的定位方法，来实现平行光曝光机的快速与精密的定位。先使用宏动定位装置实现PCB板的快速定位，然后使用微动定位装置实现PCB板的精确定位。因此，本实用新型的宏微定位装置，可实现PCB板的定位精度小于1微米，能满足高精度平行光曝光机的定位要求。
文档编号G05D3/12GK202472239SQ201220044490
公开日2012年10月3日 申请日期2012年2月13日 优先权日2012年2月13日
发明者黃建 申请人:志圣科技(广州)有限公司