本發(fā)明涉及印刷電路板制造，尤其涉及一種曝光機的多重均分預測對位方法和系統(tǒng)。

背景技術：

1、在現(xiàn)代pcb（印制電路板）制造過程中，曝光機作為圖像轉移的關鍵設備，通過將設計圖像從光刻膠片精確轉移到印制板上，形成電路圖案，為了確保高質量的圖像轉移，對曝光機的光源強度、曝光時間以及圖像對位精度的要求非常嚴格，然而，在實際操作中，由于pcb在曝光過程中的微小運動以及多次曝光過程中可能存在的疊加誤差，常常導致圖像模糊、對位不準等問題，這些因素直接影響了最終產品的精度和性能，因此，如何在復雜的曝光條件下保證圖像的高精度對位和清晰度，成為pcb制造中的一項重要挑戰(zhàn)。

2、現(xiàn)有技術中，盡管已經提出了多種對位校正方法，如靜態(tài)參數(shù)調整和單次曝光校正，但在處理動態(tài)運動和多次曝光疊加誤差時，這些方法的效果仍然有限，由于缺乏對pcb運動過程中引起的圖像模糊的有效識別和校正機制，以及在多次曝光條件下無法有效修正疊加誤差，現(xiàn)有技術難以滿足高精度、高一致性要求的應用場景。

3、因此，迫切需要一種曝光機的多重均分預測對位方法和系統(tǒng)，以實現(xiàn)對pcb圖像的精確對位和高質量轉移，從而提升產品的整體性能和制造精度。

技術實現(xiàn)思路

1、基于上述目的，本發(fā)明提供了一種曝光機的多重均分預測對位方法和系統(tǒng)。

2、一種曝光機的多重均分預測對位方法，包括以下步驟：

3、s1：通過曝光機獲取在不同曝光條件下的多個圖像數(shù)據(jù)，同時利用傳感器實時監(jiān)測pcb的運動數(shù)據(jù)，記錄pcb的運動軌跡和速度變化，并將運動數(shù)據(jù)與對應的圖像數(shù)據(jù)進行關聯(lián)存儲；

4、s2：基于s1中獲取的pcb運動數(shù)據(jù)，對關聯(lián)的圖像數(shù)據(jù)進行模糊識別，并通過逆運動補償算法對識別出的模糊區(qū)域進行圖像校正；

5、s3：將s2中校正后的圖像進行多次曝光圖像的疊加處理，通過多重均分預測對位算法，計算各次曝光圖像之間的疊加誤差，并對誤差進行初步修正；

6、s4：根據(jù)s3中的疊加誤差修正結果，利用自適應光學算子動態(tài)調整曝光機的光學參數(shù)，包括光源強度和曝光時間，以優(yōu)化每次曝光圖像的均分預測對位效果；

7、s5：在s4的參數(shù)優(yōu)化基礎上，針對修正后的圖像進行迭代融合，通過多次迭代均分處理，修正殘留的對位誤差；

8、s6：將s5中獲得的最終對位圖像數(shù)據(jù)傳輸至曝光機的控制流程中，以實現(xiàn)pcb圖像的最終轉移，同時記錄并分析迭代過程中產生的誤差數(shù)據(jù)，將其反饋至圖像采集和校正過程中進行優(yōu)化。

9、可選的，所述s1具體包括：

10、s11：通過曝光機的控制單元設定多個曝光條件，包括光源強度、曝光時間、曝光角度的參數(shù)，每個設定的曝光條件對應一次圖像采集操作，用于獲取在不同曝光條件下的多個圖像數(shù)據(jù)；

11、s12：在pcb加工過程中，配置多通道高精度傳感器網絡，傳感器包括激光位移傳感器和慣性測量單元，用于實時采集pcb的運動數(shù)據(jù)，包括運動軌跡和速度變化的動態(tài)信息；

12、s13：在每次圖像采集操作時，利用曝光機的同步控制機制，將采集的圖像數(shù)據(jù)與傳感器記錄的運動數(shù)據(jù)進行同步，確保每個圖像數(shù)據(jù)與對應的運動數(shù)據(jù)之間的時間關聯(lián)一致；

13、s14：將同步后的圖像數(shù)據(jù)與其對應的運動數(shù)據(jù)進行關聯(lián)處理，生成關聯(lián)標識，并將這些關聯(lián)標識及其對應的圖像和運動數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲單元中。

14、可選的，所述s2具體包括：

15、s21：基于s1步驟中獲取的pcb運動數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理單元對pcb的運動軌跡和速度變化進行分析，并提取出pcb在不同時間點上的運動參數(shù)，包括位移、速度和加速度的信息；

16、s22：根據(jù)s21中分析得到的運動參數(shù)，對每個圖像像素點在曝光過程中受到的運動影響進行計算，累積影響以識別出潛在的模糊區(qū)域，并生成對應的模糊區(qū)域圖；

17、s23：基于s22中識別出的模糊區(qū)域，應用逆運動補償算法對每個模糊區(qū)域進行計算，通過反向推導pcb的運動軌跡，對圖像中每個受影響的像素進行位移校正，將模糊像素恢復至原始位置；

18、s24：將經過s23補償校正后的圖像進行輸出處理，并替換掉原始的模糊圖像數(shù)據(jù)，以用于后續(xù)的圖像處理步驟。

19、可選的，所述s22具體包括：

20、s221：根據(jù)s21中提取的pcb運動參數(shù)，對于每個圖像像素點，計算其在曝光過程中由于pcb運動所受到的位移，具體對于每個像素點在時間的運動位移和的公式表示為：

21、；

22、，其中，和分別表示像素點在圖像坐標系中的橫向和縱向位置；表示嚗光過程中的時間點；和分別表示像素點在時間的橫向位移和縱向位移；和分別表示在時間的橫向速度和縱向速度；和分別表示在時間的橫向加速度和縱向加速度；表示相鄰兩個時間點之間的時間間隔；

23、s222：基于s221中計算得到的每個像素點的累積位移，計算其運動模糊度量，計算公式為：，表示像素點的總模糊度量；和分別表示像素點在時間的橫向位移和縱向位移；和分別表示曝光開始和結束的時間點；

24、s223：將s222中計算得到的模糊度量與預設的模糊閾值進行比較，識別出所有滿足條件的像素點，滿足條件的像素點被標識為模糊區(qū)域；

25、s224：根據(jù)s223中識別出的模糊區(qū)域，生成對應的模糊區(qū)域圖，模糊區(qū)域內的像素點在二值圖像中被賦值為1，而非模糊區(qū)域的像素點則被賦值為0，從而生成一個明確標識出模糊區(qū)域的二值模糊區(qū)域圖。

26、可選的，所述s23具體包括：

27、s231：基于s22步驟中識別出的模糊區(qū)域，逆向計算pcb的運動軌跡，具體對于每個受影響的像素點，根據(jù)在s221中計算得到的速度和以及加速度和，反向推導出像素點在曝光初始時刻的位置；

28、s232：利用s231中反向推導出的初始位置，對每個模糊像素點的位移進行校正；

29、s233：將s232中校正后的像素位置應用于圖像數(shù)據(jù)，替換掉原始的模糊像素位置，使得圖像中的所有模糊像素恢復至其原始清晰的位置。

30、可選的，所述s3具體包括：

31、s31：將s2中經過校正后的圖像數(shù)據(jù)按時間順序依次進行疊加處理，每次曝光生成的圖像被分成若干個子區(qū)域，分別對應各次曝光的圖像子區(qū)域按照對應的位置進行疊加，疊加后的圖像區(qū)域的公式表示為：

32、，其中，表示第次曝光生成的第個子區(qū)域；表示疊加后的第個子區(qū)域；表示疊加的曝光次數(shù)；

33、s32：通過多重均分預測對位算法，對s31步驟中疊加后的圖像子區(qū)域進行誤差分析，具體通過計算疊加前后各個像素點之間的位移差異作為疊加誤差；

34、s33：針對s32中計算得到的疊加誤差，對每個子區(qū)域應用初步誤差修正算法，用于調整圖像的橫向和縱向位移，使得所有疊加后的子區(qū)域之間的誤差最小化。

35、可選的，所述s4具體包括：

36、s41：根據(jù)s3步驟中計算得到的疊加誤差修正結果，生成光學參數(shù)調整數(shù)據(jù)，具體將每個子區(qū)域的疊加誤差與光學參數(shù)之間的關系表示為：，其中，表示第個子區(qū)域的光學參數(shù)調整量；表示第個子區(qū)域的疊加誤差；表示光學參數(shù)的初始設定值；為調整系數(shù)；表示所有子區(qū)域中最大的疊加誤差；

37、s42：利用自適應光學算子對每個子區(qū)域的光學參數(shù)進行動態(tài)調整，包括光源強度和曝光時間，光學算子根據(jù)每個子區(qū)域的疊加誤差自動調整其光學參數(shù)，使得所有子區(qū)域的圖像均分預測對位效果得到優(yōu)化；

38、s43：基于s42中調整后的光學參數(shù)，進行多次迭代優(yōu)化，使得所有子區(qū)域的疊加誤差逐漸減小至預設閾值以下，迭代過程中的優(yōu)化公式為：，其中，表示第個子區(qū)域在第次迭代后的光學參數(shù)；表示第個子區(qū)域在第次迭代后的光學參數(shù)；和分別表示第個子區(qū)域在第次和第次迭代后的疊加誤差；為迭代調整系數(shù)，用于控制每次迭代的調整幅度。

39、可選的，所述s5具體包括：

40、s51：在s4完成光學參數(shù)優(yōu)化后，針對修正后的圖像數(shù)據(jù)進行初始誤差評估，具體對每個子區(qū)域的圖像進行分析，計算殘留的對位誤差，計算公式為：，其中，表示第個子區(qū)域的殘留對位誤差；和分別表示第個子區(qū)域修正后的橫向和縱向坐標；和分別表示參考坐標系中對應的位置；

41、s52：針對s51中計算的殘留對位誤差，通過迭代均分算法對圖像進行多次迭代處理，迭代均分處理的公式為：，其中，表示第個子區(qū)域在第次迭代后的圖像數(shù)據(jù)；表示第個子區(qū)域在第次迭代后的圖像數(shù)據(jù)；表示參考圖像數(shù)據(jù)，通過均分處理，將每個子區(qū)域的數(shù)據(jù)逐步調整至參考位置；

42、s53：在s52的基礎上，對每次迭代均分后的圖像進行誤差修正，更新每個子區(qū)域的坐標值，并重新計算殘留對位誤差；

43、s54：在每次迭代后，檢查所有子區(qū)域的殘留對位誤差是否已收斂至預設閾值以下，若所有子區(qū)域的殘留對位誤差滿足，則停止迭代；否則，繼續(xù)進行迭代均分處理，直到誤差收斂為止。

44、可選的，所述s6具體包括：

45、s61：將s5中獲得的最終對位圖像數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)接口傳輸至曝光機的控制流程中，傳輸過程包括將每個子區(qū)域的校正后圖像數(shù)據(jù)按照預定數(shù)據(jù)格式進行編碼，并通過高速數(shù)據(jù)總線將其發(fā)送至曝光機；

46、s62：在對位圖像數(shù)據(jù)傳輸至曝光機控制流程后，對接收的數(shù)據(jù)進行校驗，具體通過與原始圖像數(shù)據(jù)進行比對，驗證接收的數(shù)據(jù)是否與發(fā)送的數(shù)據(jù)一致；

47、s63：在s5的迭代過程中，實時記錄每次迭代后的殘留誤差數(shù)據(jù)，記錄的數(shù)據(jù)包括每個子區(qū)域的誤差值、對應的迭代次數(shù)以及調整后的光學參數(shù)值；

48、s64：對s63中記錄的誤差數(shù)據(jù)進行分析，識別出誤差變化的趨勢和規(guī)律，并生成反饋模型，用于指導后續(xù)的圖像采集和校正過程；

49、s65：利用反饋模型對曝光條件、光學參數(shù)進行預先調整，以減少初始誤差。

50、一種曝光機的多重均分預測對位系統(tǒng)，用于實現(xiàn)上述的一種曝光機的多重均分預測對位方法，包括以下模塊：

51、圖像采集模塊：用于通過曝光機獲取在不同曝光條件下的多個圖像數(shù)據(jù)，并利用傳感器實時監(jiān)測pcb的運動數(shù)據(jù)，記錄pcb的運動軌跡和速度變化，將運動數(shù)據(jù)與對應的圖像數(shù)據(jù)進行關聯(lián)存儲；

52、模糊識別模塊：基于圖像采集模塊提供的pcb運動數(shù)據(jù)，對每個圖像像素點在曝光過程中受到的運動影響進行計算，識別出潛在的模糊區(qū)域，并生成對應的模糊區(qū)域圖；

53、逆運動補償模塊：基于識別出的模糊區(qū)域，應用逆運動補償算法對每個模糊區(qū)域進行位移校正，將模糊像素恢復至其原始位置；

54、圖像疊加修正模塊：將校正后的圖像數(shù)據(jù)進行多次曝光圖像的疊加處理，通過多重均分預測對位算法，計算各次曝光圖像之間的疊加誤差，并對誤差進行初步修正；

55、光學參數(shù)優(yōu)化模塊：根據(jù)疊加誤差修正結果，利用自適應光學算子動態(tài)調整曝光機的光學參數(shù)，包括光源強度和曝光時間，以優(yōu)化每次曝光圖像的均分預測對位效果，并對光學參數(shù)進行多次迭代優(yōu)化；

56、迭代融合收斂模塊，基于光學參數(shù)優(yōu)化后的圖像數(shù)據(jù)，通過多次迭代均分處理，修正殘留的對位誤差，并對修正后的圖像進行收斂判定，確保所有子區(qū)域的對位誤差達到預設的精度要求；

57、控制反饋優(yōu)化模塊：將最終對位圖像數(shù)據(jù)傳輸至曝光機的控制流程中，以實現(xiàn)pcb圖像的最終轉移，并實時記錄和分析迭代過程中產生的誤差數(shù)據(jù)，生成反饋模型，用于指導后續(xù)圖像采集和校正過程中的光學參數(shù)優(yōu)化。

58、本發(fā)明的有益效果：

59、本發(fā)明，通過整合運動數(shù)據(jù)實時分析、逆運動補償技術、多重均分預測對位算法，以及光學參數(shù)的自適應調整，有效解決了pcb曝光過程中因微小運動引起的圖像模糊和多次曝光疊加誤差問題，特別是，逆運動補償技術允許精確校正由pcb動態(tài)運動引起的圖像偏移，而多重均分預測對位算法則確保了多次曝光過程中圖像的精確對齊。

60、本發(fā)明，通過引入自適應光學參數(shù)調整，本發(fā)明能夠根據(jù)實時誤差分析結果動態(tài)調整曝光機的光源強度和曝光時間，優(yōu)化了圖像的質量和對位精度，這種自適應調整機制不僅減少了對位誤差，還提高了整個曝光系統(tǒng)的靈活性和效率。