光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光機(jī)電裝備領(lǐng)域，尤其涉及一種光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]平行光光刻機(jī)是采用平行光曝光法來實(shí)現(xiàn)印刷電路板(PCB)成像的設(shè)備，其曝光精度(工作臺與底片對位精度)決定PCB產(chǎn)品的線寬和線距精度，因而決定電子產(chǎn)品的電路集成度和大小。
[0003]光刻機(jī)主要由精密工作臺系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)、機(jī)架系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)等組成。影響平行光光刻機(jī)對位精度的主要因素是精密工作臺的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及周圍環(huán)境溫度和輸送系統(tǒng)的導(dǎo)軌摩擦力的干擾。由于光刻機(jī)的平行光系統(tǒng)采用大功率光源，在曝光過程中產(chǎn)生大量的熱量，這將引起精密工作臺系統(tǒng)和導(dǎo)軌熱變形，嚴(yán)重影響光刻機(jī)的曝光精度。因此，在環(huán)境溫度和摩擦力干擾下對光刻機(jī)精密工作臺位置進(jìn)行的精確控制，具有重要的工程實(shí)際意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)，可提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度，實(shí)現(xiàn)工作臺位置的精確控制。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)，包括氣動(dòng)三聯(lián)件、電氣伺服方向流量閥、電氣比例節(jié)流器、由伺服氣缸和液壓缸串聯(lián)而成的氣液阻尼缸、支撐在光刻機(jī)的工作臺下方的靜壓氣浮導(dǎo)軌、用于檢測工作臺位置的CCD圖像傳感器和可實(shí)現(xiàn)控制運(yùn)算并輸出控制信號的光刻機(jī)控制器，所述氣動(dòng)三聯(lián)件連接氣源，所述的氣動(dòng)三聯(lián)件通過兩個(gè)管道分別連接至電氣伺服方向流量閥和靜壓氣浮導(dǎo)軌，所述電氣伺服方向流量閥連接至伺服氣缸，所述電氣比例節(jié)流器連接至液壓缸，所述液壓缸的推桿連接至工作臺，所述CCD圖像傳感器位于工作臺的上方，所述的電氣伺服方向流量閥、電氣比例節(jié)流器和CXD圖像傳感器均連接至光刻機(jī)控制器。
[0006]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括兩個(gè)第一減壓閥，每個(gè)所述管道上設(shè)有一所述第一減壓閥。
[0007]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述氣動(dòng)三聯(lián)件包括依次連接的分水過濾器、第二減壓閥和油霧器，所述分水過濾器連接至氣源，所述油霧器連接至所述的兩個(gè)管道。
[0008]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述靜壓氣浮導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)有節(jié)流器，所述靜壓氣浮導(dǎo)軌和氣動(dòng)三聯(lián)件之間的管道連接至靜壓氣浮導(dǎo)軌的節(jié)流器和油霧器。
[0009]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述電氣伺服方向流量閥是輸出流量隨輸入電流成比例變化的氣動(dòng)閥。
[0010]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述電氣比例節(jié)流器是開口量隨輸入電流成比例變化的可變液壓阻尼器。
[0011]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述伺服氣缸與電氣伺服方向流量閥之間連接有一對進(jìn)出液循環(huán)管道，所述液壓缸與電氣比例節(jié)流器之間連接有一對進(jìn)出液循環(huán)管道。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)通過采用電氣比例節(jié)流器精細(xì)調(diào)節(jié)氣液阻尼缸的阻力，采用靜壓氣浮導(dǎo)軌消除工作臺摩擦力和熱變形的影響，采用CCD圖像傳感器構(gòu)成位置閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度，實(shí)現(xiàn)工作臺位置的精確控制；采用第一減壓閥和第二減壓閥可以進(jìn)一步保證向電氣伺服方向流量閥和靜壓氣浮導(dǎo)軌提供恒定壓力的氣體，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工作臺位置的精確控制；采用分水過濾器可以過濾掉氣體中的水汽、油滴和其他雜質(zhì)，凈化氣體，保證執(zhí)行元件正常工作，采用油霧器可以把潤滑劑加入到空氣流中，達(dá)到潤滑的目的，保證執(zhí)行元件正常工作；采用輸出流量隨輸入電流成比例變化的電氣伺服方向流量閥，開口量隨輸入電流成比例變化的電氣比例節(jié)流器可以有助于提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度，實(shí)現(xiàn)工作臺位置的精確控制。
[0013]通過以下的描述并結(jié)合附圖，本實(shí)用新型將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本實(shí)用新型的實(shí)施例。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)的示意圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型的光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]現(xiàn)在參考附圖描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元件。
[0017]請參考圖1-2，所述的光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)包括氣動(dòng)三聯(lián)件1、兩個(gè)第一減壓閥2、電氣伺服方向流量閥3、電氣比例節(jié)流器4、氣液阻尼缸6、靜壓氣浮導(dǎo)軌7、CCD圖像傳感器8和光刻機(jī)控制器9。
[0018]所述氣動(dòng)三聯(lián)件I包括依次連接的分水過濾器la、第二減壓閥Ib和油霧器lc，所述分水過濾器Ia連接至氣源，所述油霧器Ic連接至所述的兩個(gè)管道10。
[0019]所述的兩個(gè)第一減壓閥2分別設(shè)于兩個(gè)管道10上，用于控制油霧器Ic的出口壓力恒定。
[0020]所述電氣伺服方向流量閥3是輸出流量隨輸入電流成比例變化的氣動(dòng)閥，所述電氣伺服方向流量閥3通過其中一管道10連接至氣動(dòng)三聯(lián)件I的油霧器lc。
[0021]所述電氣比例節(jié)流器4是開口量隨輸入電流成比例變化的可變液壓阻尼器。
[0022]所述氣液阻尼缸6由伺服氣缸6a和液壓缸6b串聯(lián)而成的，所述伺服氣缸6a通過一對進(jìn)出液循環(huán)管道與電氣伺服方向流量閥3連接，所述液壓缸6b通過一對進(jìn)出液循環(huán)管道與電氣比例節(jié)流器4連接。所述液壓缸6b的推桿連接至光刻機(jī)的工作臺11。工作臺11上擱置有PCB板12。
[0023]所述靜壓氣浮導(dǎo)軌7是工作臺氣動(dòng)靜壓支撐裝置，所述靜壓氣浮導(dǎo)軌7支撐在光刻機(jī)的工作臺11下方。所述靜壓氣浮導(dǎo)軌7內(nèi)設(shè)有節(jié)流器7a，所述靜壓氣浮導(dǎo)軌7的節(jié)流器7a通過另一管道10連接至氣動(dòng)三聯(lián)件I的油霧器lc。
[0024]所述CXD圖像傳感器8是檢測工作臺位置的裝置，所述CXD圖像傳感器8位于工作臺11的上方。
[0025]所述光刻機(jī)控制器9是實(shí)現(xiàn)控制運(yùn)算并輸出控制信號的裝置，所述光刻機(jī)控制器9連接至電氣伺服方向流量閥3、電氣比例節(jié)流器4和CXD圖像傳感器8。
[0026]本實(shí)用新型的光刻機(jī)電氣伺服對位控制方法包括:(I)通過光刻機(jī)控制器9設(shè)定好工作臺的位置。
[0027](2)使氣源通過氣動(dòng)三聯(lián)件1、第一減壓閥2分別向電氣伺服方向流量閥3和靜壓氣浮導(dǎo)軌7提供恒定壓力的氣體，以使通過靜壓氣浮導(dǎo)軌7的節(jié)流器7a進(jìn)入工作臺11底端的氣體在靜壓氣浮導(dǎo)軌7與工作臺11之間建立起支撐工作臺11的氣墊。
[0028](3)通過CXD圖像傳感器8檢測工作臺11位置并將信號傳輸給光刻機(jī)控制器9，使光刻機(jī)控制器9控制電氣伺服方向流量閥3輸出的流量大小和電氣比例節(jié)流器4開口量大小，以控制阻尼力大小，使氣液阻尼缸6驅(qū)動(dòng)工作臺11運(yùn)動(dòng)至設(shè)定位置。
[0029]當(dāng)CCD圖像傳感器8檢測的工作臺11位置與光刻機(jī)控制器9設(shè)定位置的偏差較大時(shí)，光刻機(jī)控制器9輸出的控制信號較大，電氣伺服方向流量閥3輸出的流量較大，電氣比例節(jié)流器4開口量較大，阻尼力較小，氣液阻尼缸6驅(qū)動(dòng)工作臺11快速運(yùn)動(dòng)。
[0030]當(dāng)CCD圖像傳感器8檢測的工作臺11位置與光刻機(jī)控制器9設(shè)定位置的偏差減小時(shí)，光刻機(jī)控制器9輸出的控制信號減小，電氣伺服方向流量閥3輸出的流量減小，電氣比例節(jié)流器4開口量減小，阻尼力增大，氣液阻尼缸6驅(qū)動(dòng)工作臺11微動(dòng)調(diào)整，直至達(dá)到設(shè)定位置平衡。
[0031]本實(shí)用新型的光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):
[0032]I)采用電氣比例節(jié)流器4精細(xì)調(diào)節(jié)氣液阻尼缸的阻力，可提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度，實(shí)現(xiàn)工作臺11位置的精確控制。
[0033]2)采用靜壓氣浮導(dǎo)軌7，可消除工作臺11與靜壓氣浮導(dǎo)軌7的摩擦力的影響，通過氣體流動(dòng)，可降低環(huán)境溫度對工作臺11熱變形的影響。
[0034]3)采用CXD圖像傳感器8檢測光刻機(jī)的工作臺11的位置，構(gòu)成位置閉環(huán)控制系統(tǒng)，可降低溫度變化對檢測元件性能的影響，提高溫度變化等干擾下的位置控制精度。
[0035]4)采用光刻機(jī)控制器9即數(shù)字控制器通過軟件編程實(shí)現(xiàn)智能協(xié)調(diào)控制策略，可提高系統(tǒng)的位置控制精度。
[0036]5)采用電氣伺服方向流量閥3作為系統(tǒng)伺服放大元件，系統(tǒng)響應(yīng)快，控制精度高。
[0037]以上結(jié)合最佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但本實(shí)用新型并不局限于以上揭示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本實(shí)用新型的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:氣動(dòng)三聯(lián)件、電氣伺服方向流量閥、電氣比例節(jié)流器、由伺服氣缸和液壓缸串聯(lián)而成的氣液阻尼缸、支撐在光刻機(jī)的工作臺下方的靜壓氣浮導(dǎo)軌、用于檢測工作臺位置的CCD圖像傳感器和可實(shí)現(xiàn)控制運(yùn)算并輸出控制信號的光刻機(jī)控制器，所述氣動(dòng)三聯(lián)件連接氣源，所述的氣動(dòng)三聯(lián)件通過兩個(gè)管道分別連接至電氣伺服方向流量閥和靜壓氣浮導(dǎo)軌，所述電氣伺服方向流量閥連接至伺服氣缸，所述電氣比例節(jié)流器連接至液壓缸，所述液壓缸的推桿連接至工作臺，所述CCD圖像傳感器位于工作臺的上方，所述的電氣伺服方向流量閥、電氣比例節(jié)流器和CCD圖像傳感器均連接至光刻機(jī)控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括兩個(gè)第一減壓閥，每個(gè)所述管道上設(shè)有一所述第一減壓閥。
3.如權(quán)利要求2所述的光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)，其特征在于:所述氣動(dòng)三聯(lián)件包括依次連接的分水過濾器、第二減壓閥和油霧器，所述分水過濾器連接至氣源，所述油霧器連接至所述的兩個(gè)管道。
4.如權(quán)利要求3所述的光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)，其特征在于:所述靜壓氣浮導(dǎo)軌內(nèi)設(shè)有節(jié)流器，所述靜壓氣浮導(dǎo)軌和氣動(dòng)三聯(lián)件之間的管道連接至靜壓氣浮導(dǎo)軌的節(jié)流器和油霧器。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電氣伺服方向流量閥是輸出流量隨輸入電流成比例變化的氣動(dòng)閥。
6.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電氣比例節(jié)流器是開口量隨輸入電流成比例變化的可變液壓阻尼器。
7.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)，其特征在于:所述伺服氣缸與電氣伺服方向流量閥之間連接有一對進(jìn)出液循環(huán)管道，所述液壓缸與電氣比例節(jié)流器之間連接有一對進(jìn)出液循環(huán)管道。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)，包括連接氣源的氣動(dòng)三聯(lián)件、電氣伺服方向流量閥、電氣比例節(jié)流器、由伺服氣缸和液壓缸串聯(lián)而成的氣液阻尼缸、支撐工作臺的靜壓氣浮導(dǎo)軌、位于工作臺上方的CCD圖像傳感器、光刻機(jī)控制器，氣動(dòng)三聯(lián)件通過兩個(gè)管道分別連接至電氣伺服方向流量閥和靜壓氣浮導(dǎo)軌，電氣伺服方向流量閥連接至伺服氣缸，電氣比例節(jié)流器連接至液壓缸，液壓缸的推桿連接至工作臺，光刻機(jī)控制器連接電氣伺服方向流量閥、電氣比例節(jié)流器和CCD圖像傳感器。本實(shí)用新型的光刻機(jī)電氣伺服對位控制系統(tǒng)可提高系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度，實(shí)現(xiàn)工作臺位置的精確控制。
【IPC分類】G03F7-20
【公開號】CN204314603
【申請?zhí)枴緾N201420768358
【發(fā)明人】黃建
【申請人】志圣科技（廣州）有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月8日