Solution pour machine d'exposition LDI
Dans le domaine de la fabrication de circuits imprimés, chaque innovation de procédé pousse l'industrie électronique vers une densité accrue et des lignes plus fines. La technologie LDI (Laser Direct Imaging) abandonne complètement les photomasques traditionnels, utilisant des lasers ultraviolets à haute énergie pour structurer directement la surface du substrat, réalisant ainsi une avancée majeure par rapport à l'écriture directe « avec masque » à l'écriture directe « sans masque ». À l'instar d'un projecteur industriel ultra-précis, elle convertit les données de conception du circuit imprimé (par exemple, les fichiers Gerber) directement en faisceaux laser qui balayent et exposent le substrat recouvert de photorésine à grande vitesse, formant ainsi l'« image latente » du circuit et améliorant considérablement la précision et la flexibilité de sa fabrication.
Cependant, la qualité d'image et l'efficacité de production des équipements LDI dépendent fortement de la précision, de la vitesse et de la stabilité du système de contrôle de mouvement. TOCK a développé une plateforme de mouvement centrale pour les machines d'exposition LDI qui redéfinit les normes d'imagerie de l'industrie grâce à une structure mécanique innovante à deux étages, un contrôle de mouvement synchronisé multi-axes et une précision de positionnement au niveau du micron.
Les procédés d'exposition traditionnels utilisent des photomasques sur film, ce qui implique des procédures complexes, des coûts élevés et une précision limitée. La technologie LDI suit un flux de travail en quatre étapes – « saisie de données précise → génération laser haute énergie → modulation spatiale de la lumière → exposition par balayage de précision » – pour traduire directement les conceptions numériques en motifs de circuits. Ses principaux avantages sont les suivants :
- Percée majeure en matière de précision : Élimine les contraintes physiques telles que la dilatation/le rétrécissement du film et les erreurs d'alignement, répondant aux exigences de précision des cartes d'interconnexion haute densité (HDI).
- Production flexible : Inutile de fabriquer des masques physiques ; les types de produits peuvent être changés rapidement, ce qui est idéal pour une production diversifiée en petites séries.
- Amélioration du rendement : L'écriture directe numérique évite la distorsion des motifs et le mauvais alignement des tampons, problèmes courants dans les procédés traditionnels.
La plateforme de mouvement de base fournie par TOKK pour les machines d'exposition LDI présente une conception mécanique innovante et intègre un contrôle de mouvement synchronisé multi-axes ultra-précis, permettant un fonctionnement alterné à deux étages.
1. Commande indépendante asynchrone à deux étages : La conception de base pour une productivité doublée
La plateforme adopte une configuration à double étage d'exposition Y1/Y2, permettant un fonctionnement alterné : « un étage pour l'exposition, l'autre pour le chargement/déchargement ». Chaque étage est actionné par un système de moteur linéaire indépendant, assurant un mouvement rapide et sans interférence. Ce fonctionnement en parallèle élimine les temps d'attente liés au chargement/déchargement, inhérents aux conceptions à un seul étage, garantissant une continuité de processus sans interruption et augmentant le rendement global de l'équipement (RGE) de 30 à 50 %.
2. Configuration matérielle haut de gamme et solution d'entraînement hybride
La plateforme est équipée d'un contrôleur de mouvement ACS et d'un système d'entraînement hybride combinant des moteurs linéaires ACS et des servomoteurs Panasonic. Les axes principaux X/Y/K utilisent des moteurs linéaires refroidis par eau pour éliminer les erreurs de transmission et garantir un balayage haute vitesse et haute précision. L'axe Z utilise une structure à vis servo dédiée pour une mise au point précise, avec un frein de sécurité pour protéger l'équipement et la pièce. Les moteurs linéaires offrent une vitesse et une accélération élevées, ainsi qu'une faible ondulation de vitesse, tandis que le servomoteur à vis assure un levage précis à basse vitesse et un freinage d'urgence.
3. Précision de mouvement inégalée dans le secteur
La haute précision est essentielle à la qualité et au rendement des lignes de production de circuits imprimés. La plateforme de mouvement TOKK offre des performances de pointe en matière de positionnement, de répétabilité et de résolution du retour d'information.
- Précision du positionnement : Sur toute la course, les axes X/Y/K compensés atteignent une précision de positionnement combinée de ±2 μm, éliminant fondamentalement les erreurs de mouvement systémiques.
- Répétabilité : Les axes X/K offrent une répétabilité de ±1 μm, assurant une reproduction cohérente des motifs dans une production à grand volume.
- Résolution des commentaires : Doté d'encodeurs linéaires ultra-haute résolution de 0,1 μm, fournissant les données les plus précises pour la correction servo en temps réel.
4. Réponse rapide et temps de réaction efficace
L’axe Y (plateau d’exposition) atteint une vitesse maximale de 1,5 m/s, réalisant un positionnement à grande vitesse en quelques millisecondes.
L'axe K (axe de la caméra) couvre 800 mm en seulement 1,2 seconde, raccourcissant considérablement le cycle d'acquisition et d'alignement de l'image.
5. Déclenchement laser synchronisé par matériel PSO
En numérisation LDI haute vitesse, tout retard de déclenchement laser peut entraîner un désalignement des motifs. La plateforme TOKK utilise un câble de synchronisation différentielle DB9 dédié qui achemine les signaux A/B/Z de l'encodeur directement vers l'entrée de déclenchement matériel, court-circuitant ainsi le traitement logiciel pour une transmission du signal sans latence. Cette technologie élimine totalement les désalignements de numérisation dus à la latence logicielle, ce qui représente une avancée majeure pour garantir la qualité d'imagerie dynamique et la cohérence des motifs.
6. Câblage de sécurité à plusieurs niveaux et compatibilité avec les salles blanches
Les signaux de sécurité critiques, tels que l'arrêt d'urgence et le défaut d'encodeur, sont mis en œuvre par des connexions câblées indépendantes, totalement indépendantes de la communication du bus de mouvement. En cas de défaillance du bus, l'alimentation du variateur peut être coupée directement afin de garantir la sécurité du personnel et des équipements. De plus, les câbles à chaîne porte-câbles blindés haute flexibilité et une conception de mise à la terre unifiée suppriment efficacement les interférences statiques et électromagnétiques, ce qui les rend parfaitement adaptés aux environnements de salles blanches de classe 100 000.
Les appareils d'exposition LDI équipés de la plateforme de mouvement TOKK offrent des avantages concrets significatifs :
- Garantie de rendement : Une précision de positionnement de ±2 μm et une répétabilité de ±1 μm éliminent l'accumulation d'erreurs à la source, assurant un placement précis de l'exposition – parfaitement adapté aux cartes Fine Line et HDI, améliorant sensiblement le rendement final.
- Percée en matière de productivité : Le fonctionnement parallèle à deux étages permet une exposition et un chargement/déchargement simultanés ; combiné à une vitesse d'étage de 1,5 m/s, l'efficacité globale de l'équipement (UPH) augmente de 30 à 50 %.
- Fiabilité: Le câblage de sécurité à plusieurs niveaux et la conception en salle blanche garantissent un fonctionnement sûr et fiable lors d'une production continue à long terme.
Du film au numérique, la technologie LDI redéfinit les limites de la précision et de l'efficacité dans la fabrication de circuits imprimés. Grâce à une commande asynchrone à deux étages, un positionnement au micron près, un déclenchement synchronisé matériel PSO et une architecture d'entraînement hybride, TOKK propose une solution de contrôle de mouvement complète, efficace et stable pour les machines d'exposition LDI. TOKK entend développer son expertise en matière de contrôle de mouvement de précision afin de permettre à la fabrication de circuits imprimés plus intelligente d'atteindre de nouveaux sommets.
TOKK Robotics (Suzhou) Co., Ltd. est une filiale à 100 % du groupe Lingchen. Ce dernier exploite également deux autres filiales : Suzhou Xunya Automation Technology Co., Ltd. et TOKK Robotics (Suzhou) Co., Ltd. (TOKK), spécialisées respectivement dans la vente de robots et la R&D, la production et la vente de produits de mouvement linéaire.
TOKK est spécialisée dans la R&D, la production et la vente de platines en granit de haute précision, de modules de moteurs linéaires, de modules de transmission linéaire, de vérins électriques, de modules KK et de presses servo. Nos produits sont destinés à des secteurs industriels majeurs tels que l'électronique grand public, les batteries au lithium, le photovoltaïque, les écrans et les semi-conducteurs, et trouvent de nombreuses applications dans les domaines du dosage, de la manutention, du scan et du positionnement, répondant ainsi aux besoins variés de nos clients.
