一种激光光刻机控制系统及其光刻机技术方案

本发明专利技术公开了一种激光光刻机控制系统及其光刻机，包括单片机、曝光控制电路、X-Y轴光栅尺正交脉冲计数处理电路、直线电机控制电路、交流伺服控制电路和通信接口电路，其中，所述单片机包括第一单片机和第二单片机，所述通信接口电路包括第一通信接口电路和第二通信接口电路，所述第一单片机输入端连接X-Y轴光栅尺正交脉冲计数处理电路，输出端连接曝光控制电路和直线电机控制电路，并与第一通信接口电路通信连接；所述第二单片机输出端连接所述交流伺服控制电路，并与第二通信接口电路通信连接。本发明专利技术采用了动态曝光、双向逐行扫描的工作方式，有效提高了光刻工作速度和精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光刻机
，尤其涉及一种激光光刻机控制系统及其光刻机。
技术介绍
随着激光防伪技术的不断普及和成熟，一般的全息母板制作程序已经变得比较简 单，一些普通文字图像信息的全息已经不能达到真正的防伪作用了，为了提高激光防伪技 术，高质量、大尺寸的文字图像信息的全息不但具有相当的艺术表现力，而且具有很难重复 的仿制特性。这就对制作设备的工作效率提出了更高的要求。为了制作大尺寸的激光防伪 商标，开发了高速激光点阵光刻机。该光刻机的上位机为工业控制计算机，下位机为2片单 片机STC12C5A60S2,采用直线电机直接驱动X-Y工作方式的工作台，实现了高速度高精度定 位。相比之下，动态曝光工作方式克服了传统光刻机工作速度慢的静态曝光工作模式，从而 使光刻机整体工作速度提高了 10~12倍，从根本上解决了大尺寸防伪商标制作困难问题， 提高了激光防伪
的水平。
技术实现思路
针对现有技术中所存在的上述缺陷，本专利技术提供了一种激光光刻机控制系统，有 效提高光刻机的光刻工作的速度和精度。 为了达到上述专利技术目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下： 本专利技术公开了一种激光光刻机控制系统，包括单片机、曝光控制电路、X-Y轴光栅 尺正交脉冲计数处理电路、直线电机控制电路、交流伺服控制电路和通信接口电路，其中， 所述单片机包括第一单片机和第二单片机，所述通信接口电路包括第一通信接口 电路和第二通信接口电路，其中， 所述第一单片机输入端连接X-Y轴光栅尺正交脉冲计数处理电路，输出端连接曝 光控制电路和直线电机控制电路，并与第一通信接口电路通信连接； 所述第二单片机输出端连接所述交流伺服控制电路，并与第二通信接口电路通信 连接。 进一步的，所述X-Y轴光栅尺正交脉冲计数处理电路为CMOS专用集成电路HCTL-2032,所述CMOS专用集成电路HCTL-2032包括数字滤波电路、细分辨向电路、32位可逆计数 器、32位数据锁存器和接口处理电路，用于同时接收X轴与Y轴两路正交编码脉冲，其中： X轴与Y轴光栅尺输出的正交脉冲信号通过光电隔离器U51X、U52X、U51Y、U52Y，* 所述CMOS专用集成电路HCTL-2032的CHAX、CHBX、CHAY、CHBY端输入，经过输入电路中的施密 特触发器和数字滤波电路滤除干扰信号，再通过细分辨向电路、32位可逆计数器和32位数 据锁存器，经输出接口处理电路的数据端D0-D7输出至所述第一单片机。 进一步的，所述数字滤波电路用于滤除小于IV的低电平噪声、高电平和持续时间 短的噪声脉冲，并将所述滤除干扰信号后的正交脉冲信号送入所述细分辨向电路。 进一步的，所述细分辨向电路先进行四倍频细分后进行辨向，用于提高光栅尺的 测量精度，其中： X轴的正交脉冲信号CHAX、CHBX经细分辨向后从CNTX信号端输出细分脉冲，从UP/ DNX端输出方向信号，当UP/DNX为高电位时为X轴光栅尺正向运动，当UP/DNX为低电位时为 光栅尺反向运动； Y轴的正交脉冲信号CHAY、CHBY经细分辨向后从CNTY信号端输出细分脉冲，从UP/ DNY端输出方向信号，当UP/DNY为高电位时为Y轴光栅尺正向运动，当UP/DNY为低电位时为 光栅尺反向运动。进一步的，所述32位可逆计数器用于对X轴与Y轴脉冲进行计数，其中：当方向信号UP/DNX或UP/DNY为高电平，对应的32位可逆计数器作加法计数器；当方向信号UP/DNX或UP/DNY为低电平，对应的32位可逆计数器作减法计数器。 进一步的，所述32位数据锁存器包括输入信号IX0-IX3UIY0-IY31，输出信号DX0- DX31、DY0-DY31和读控制信号石i，所述32位可逆计数器的计数结果从0X0-0X31、0Y0-0Y31 端输出，分别从所述32位数据锁存器的输入端ΙΧ0-ΙΧ31、ΙΥ0-ΙΥ31输入，并由所述32位数据 锁存器的输出端DX0-DX31、DY0-DY31输出，其中： 在读取所述32位可逆计数器的计数结果时，先发送所述读控制信号，待数据 锁存后再读取数据。 进一步的，所述接口处理电路包括输入信号DX0-DX3UDY0-DY31、数据字节选择端 SEL1、SEL2、读控制信号&、选相信号Χ/Υ和输出信号D0-D7，所述输出信号D0-D7采用输出8 位数据线，通过改变数据字节选择端SEL1、SEL2的值，分4个字节依次读出32位数据。 进一步的，所述直线电机控制电路用于通过直线电机控制器控制直线电机，所述 直线电机采用Trilogy直线电机，所述直线电机控制器采用符号脉冲列的工作方式，其中， 当P1.2输出低电位，Q8X截止，J52的13脚输出高电位，控制直线电机正向运行，从 P1.3输出的脉冲可控制直线电机的正向运行速度；当P1.2输出高电位，Q8X导通，J52的13脚输出低电位，控制直线电机反向运行，从 P1.3输出的脉冲可控制直线电机的反向运行速度； PI. 1是清除输入端，用来清除偏移脉冲。 进一步的，所述交流伺服控制电路用于通过伺服电机控制器控制伺服电机，所述 伺服电机控制器采用符号脉冲列的工作方式，其中，当P1.0输出低电位，Q1导通，从PI. 1输出的脉冲可控制伺服电机正转；当P1.0输出高电位，Q1截止，从PI. 1输出的脉冲可控制伺服电机反转，从P1.0脚以 脉冲的形式输出图像信号对应的角度，把图像信号的灰度值转变为角度信号；当P1.2输出低电位，Q3导通，可清除偏移脉冲引起的误差。进一步的，所述曝光控制电路根据或门电路U20进行曝光控制，其中，当或门电路U20的4脚输出高电位，反相器U70的2脚输出低电位，激光器不曝光； [00311当或门电路U20的4脚输出低电位，反相器U70的2脚输出高电位，激光器曝光。 进一步的，所述第一通信接口电路和第二通信接口电路采用集成电路电平转换器 MAX232〇 本专利技术另外公开了一种光刻机，包括上述的激光光刻机控制系统。本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效 果： 1.硬件设计上采用多单片机作为控制核心，从而减少硬件的元器件数量;在硬件 设计上保证微控制器高可靠性、强实时性的要求； 2.采用动态曝光技术，使一幅图像所有的曝光点都是在动态下完成曝光，不需停 止就可完成曝光，使光刻工作速度提高了 10~12倍。并有效克服了由于工作台定位精度产 生的影响(工作台机械结构精度、伺服电机的控制精度、运动速度的设置以及外部环境的干 扰等），使光刻精度得到提高，精度达到±〇.5μπι，解决了大尺寸防伪商标制作难的问题，提 高了激光防伪商标制作的技术水平。【附图说明】 结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本专利技术的上述及其他特征和优 点，其中： 图1是本专利技术一种激光光刻机控制系统的结构组成示意图；图2是本专利技术一种激光光刻机控制系统中Χ-Υ轴光栅尺正当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光光刻机控制系统，其特征在于，包括单片机、曝光控制电路、X‑Y轴光栅尺正交脉冲计数处理电路、直线电机控制电路、交流伺服控制电路和通信接口电路，其中，所述单片机包括第一单片机和第二单片机，所述通信接口电路包括第一通信接口电路和第二通信接口电路，其中，所述第一单片机输入端连接X‑Y轴光栅尺正交脉冲计数处理电路，输出端连接曝光控制电路和直线电机控制电路，并与第一通信接口电路通信连接；所述第二单片机输出端连接所述交流伺服控制电路，并与第二通信接口电路通信连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：殷庆纵，张宇峰，王栋，
申请(专利权)人：苏州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32