紫外led曝光的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種紫外LED曝光機(jī)，其包括光源安裝臺(tái)面和曝光臺(tái)面，光源安裝臺(tái)面與曝光臺(tái)面構(gòu)成平移配合，光源安裝臺(tái)面上設(shè)有紫外LED曝光機(jī)光學(xué)曝光照明系統(tǒng)，紫外LED曝光機(jī)光學(xué)曝光照明系統(tǒng)包括至少一個(gè)光源安裝板、準(zhǔn)直透鏡以及曝光照明矩陣排布器，光源安裝板上依次排列多行等距排列的紫外LED光源，相鄰兩行同一列的紫外LED光源的中心距離為B等于每行相鄰兩顆紫外LED光源的中心之間的距離A/行數(shù)，相鄰兩顆紫外LED光源之間等距排列，本實(shí)用新型以提高曝光均勻度及降低光源發(fā)散角度為前提，避免由于光學(xué)曝光照明系統(tǒng)輻照度不均勻,導(dǎo)致線條粗細(xì)不均勻,整塊板上的分辨力不一致,或有斷線等現(xiàn)象的發(fā)生。
【專利說(shuō)明】紫外LED曝光機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種PCB曝光機(jī)，具體涉及一種采用接近式大面積紫外均勻輻照曝光的方法設(shè)計(jì)的紫外LED曝光機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]有效均勻輻照面積與曝光均勻度是紫外曝光機(jī)的兩個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。已有的紫外曝光機(jī)因其用途不同，或者是曝光分辨率高而其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，光能效利用率低，能耗高及使用維護(hù)成本高使得其在倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的今日，日益成為亟須替代或改良的設(shè)備。
[0003]由于光學(xué)曝光照明系統(tǒng)輻照度不均勻，導(dǎo)致線條粗細(xì)不均勻，整塊板上的分辨力不一致，或有斷線等現(xiàn)象的發(fā)生，這在PCB或液晶顯示器的生產(chǎn)過(guò)程中是不允許的。傳統(tǒng)的曝光機(jī)的光學(xué)曝光照明光源多采用金屬鹵化物(如溴化汞)作為受激電離發(fā)光材料，屬于高強(qiáng)度氣體放電燈，內(nèi)部均含有高壓、高溫和有毒物質(zhì)，高壓汞燈從長(zhǎng)波紫外到可見光都有很強(qiáng)的輻射，但只有一部分UVA-UVB段的光譜是可作用于紫外曝光用途的，其他光譜波段的輻射均會(huì)以光能及輻射能的方式散發(fā)至空間其他物體上，造成環(huán)境溫度升高；高壓汞燈的發(fā)光角度為360度，需要相當(dāng)大面積的反射罩及較遠(yuǎn)的距離來(lái)進(jìn)行光束整形以滿足應(yīng)用需求，但會(huì)使得曝光系統(tǒng)的光強(qiáng)度損失50-70%。綜上所述，，傳統(tǒng)的曝光機(jī)的光學(xué)曝光照明系統(tǒng)存在光效能低下，且能耗高，所使用材料不利于環(huán)保等缺點(diǎn)。而本發(fā)明中的光學(xué)曝光照明系統(tǒng)所具備的特征是:使用LED作為發(fā)光體，輔以準(zhǔn)直透鏡及矩陣排布器實(shí)現(xiàn)發(fā)光光譜單一，光能量利用率高，可達(dá)到85%以上，所組成的使用材料為玻璃，GaN類半導(dǎo)體，銅鋁合金等金屬；具有對(duì)環(huán)境友好，減少電力消耗，節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]采用LED進(jìn)行曝光，由于LED存在發(fā)光強(qiáng)度隨發(fā)光角度變化而變化的方式，其排列方式造成了 LED在曝光上可能出現(xiàn)光源強(qiáng)度強(qiáng)的地方曝光過(guò)度，而光源強(qiáng)度低的地方曝光不足的問(wèn)題，如何去設(shè)計(jì)LED排列方式，使曝光均勻化亟待解決。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了解決上述技術(shù)的不足，將有效輻照面積大與曝光均勻度高兩者統(tǒng)一于一體，尋找一種在增大有效輻照面積的同時(shí)，提高曝光均勻度的方法與途徑，本實(shí)用新型還提供了一種有效輻照面積大、曝光均勻度高、簡(jiǎn)單實(shí)用的紫外LED曝光機(jī)。
[0006]一種紫外LED曝光機(jī)，其包括光源安裝臺(tái)面和曝光臺(tái)面，所述光源安裝臺(tái)面與曝光臺(tái)面構(gòu)成平移配合，所述光源安裝臺(tái)面上設(shè)有紫外LED曝光機(jī)光學(xué)曝光照明系統(tǒng)，所述紫外LED曝光機(jī)光學(xué)曝光照明系統(tǒng)包括至少一個(gè)光源安裝板、準(zhǔn)直透鏡以及用于固定準(zhǔn)直透鏡與光源安裝板上光源距離的曝光照明矩陣排布器，所述光源安裝板上依次排列多行等距排列的紫外LED光源，所述相鄰兩行同一列的紫外LED光源的中心距離為B等于每行相鄰兩顆紫外LED光源的中心之間的距離A/行數(shù)，相鄰兩顆紫外LED光源之間等距排列。
[0007]所述紫外LED曝光機(jī)光學(xué)曝光照明系統(tǒng)包括多個(gè)依次縱向排列所述光源安裝板，相鄰兩個(gè)光源安裝板上首顆紫外LED光源的中心距離為C是第奇數(shù)個(gè)光源安裝板上前兩顆紫外LED光源的中心之間的距離A的中心。
[0008]所述準(zhǔn)直透鏡采用高次非球面或復(fù)合高次非球面準(zhǔn)直鏡。
[0009]所述紫外LED光源為余弦發(fā)光體。
[0010]所述紫外LED曝光機(jī)包括兩個(gè)分別位于曝光臺(tái)面上下位置的光源安裝臺(tái)面。
[0011]所述光源安裝臺(tái)面一側(cè)設(shè)有驅(qū)動(dòng)光源安裝臺(tái)面相對(duì)與曝光臺(tái)面平移的皮帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0012]所述曝光臺(tái)面一側(cè)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)曝光臺(tái)面相對(duì)于光源安裝臺(tái)面平移的驅(qū)動(dòng)裝置。
[0013]本實(shí)用新型以提高曝光均勻度及降低光源發(fā)散角度為前提，避免由于光學(xué)照明系統(tǒng)輻照度不均勻，導(dǎo)致線條粗細(xì)不均勻，整塊板上的分辨力不一致，或有斷線等現(xiàn)象的發(fā)生。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的光源安裝臺(tái)面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型紫外LED光源排列分布圖。
[0016]圖3是紫外LED光源的輻射發(fā)散角分布圖。
[0017]圖4是紫外LED光源的光譜波長(zhǎng)分布圖。
[0018]圖5是復(fù)合高次非球面準(zhǔn)直鏡光路模擬圖。
[0019]圖6是紫外LED光源的光束經(jīng)過(guò)透鏡準(zhǔn)直后的平面強(qiáng)度分布圖。
[0020]圖7是單顆紫外LED光源經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直后的光輻照強(qiáng)度分布圖。
[0021]圖8是曝光照明矩陣排布器上矩形通道排列圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明:
[0023]參見圖1和圖2，一種紫外LED曝光機(jī)，其包括光源安裝臺(tái)面和曝光臺(tái)面，所述光源安裝臺(tái)面與曝光臺(tái)面構(gòu)成平移配合，所述光源安裝臺(tái)面上設(shè)有紫外LED曝光機(jī)光學(xué)曝光照明系統(tǒng)，所述紫外LED曝光機(jī)光學(xué)曝光照明系統(tǒng)包括至少一個(gè)光源安裝板、準(zhǔn)直透鏡2以及用于固定準(zhǔn)直透鏡2與光源安裝板上光源距離的曝光照明矩陣排布器3，所述光源安裝板上依次排列多行等距排列的紫外LED光源1，所述相鄰兩行同一列的紫外LED光源I的中心距離為B等于每行相鄰兩顆紫外LED光源I的中心之間的距離A/行數(shù)，相鄰兩顆紫外LED光源I之間等距排列。
[0024]所述每行相鄰兩顆紫外LED光源I的中心之間的距離為A，相鄰兩行同一列的紫外LED光源I的中心距離為B，B=A/行數(shù)，相鄰兩顆紫外LED光源I之間等距排列。當(dāng)設(shè)計(jì)成5行時(shí)，第一行第一顆紫外LED光源I的中心與第二行第一顆紫外LED光源I的中心距離為A/5，第三行第一顆紫外LED光源I的中心到第二行第一顆紫外LED光源I的中心距離為A/5，余下幾行依次排列，形成具有傾斜角度排列的平行四邊形，相鄰兩行每顆對(duì)應(yīng)的紫外LED光源I相差A(yù)/5距離。
[0025]所述紫外LED曝光機(jī)光學(xué)曝光照明系統(tǒng)包括多個(gè)依次縱向排列所述光源安裝板，相鄰兩個(gè)光源安裝板上首顆紫外LED光源I的中心距離為C，C=A/2,第偶數(shù)個(gè)光源安裝板的首顆光源位于第奇數(shù)個(gè)光源安裝板的A/2處，即兩顆光源的中心線上，光源安裝架依次按照此規(guī)則排列。
[0026]所述準(zhǔn)直透鏡2采用高次非球面或復(fù)合高次非球面準(zhǔn)直鏡，所述紫外LED光源為余弦發(fā)光體。
[0027]紫外LED光源I發(fā)出的輻射通量，準(zhǔn)直透鏡2會(huì)聚后，形成一個(gè)輻照分布。該輻照分布在曝光照明矩陣排布器3中經(jīng)各并列光通道分割，疊加成像，形成一個(gè)輻照度均勻分布的有效輻照面。該有效輻照面經(jīng)過(guò)菲林Film 4投影成像在曝光臺(tái)面的曝光基片上。準(zhǔn)直透鏡2投影出具有特定準(zhǔn)直角的準(zhǔn)直光束。
[0028]如圖3和圖4所示，本實(shí)用新型采用的紫外LED光源I其光源強(qiáng)度隨著發(fā)散角的變化而變化；呈現(xiàn)中間強(qiáng)，兩端逐漸減弱，具有100度的發(fā)光半衰角的變化，因此采用此紫外LED光源1，其光源強(qiáng)度中間較四周要強(qiáng)的多，因此，在排列該光源時(shí)，要針對(duì)其光源強(qiáng)度的變化，針對(duì)性的排列，使其光源強(qiáng)度較低的位置重疊進(jìn)行補(bǔ)償，提高該位置的光源強(qiáng)度，通過(guò)如圖2所示的排列方式，能極大的將每顆光源進(jìn)行有效的補(bǔ)償，并且通過(guò)對(duì)紫外LED曝光機(jī)光學(xué)曝光照明系統(tǒng)的平移與擺動(dòng)，達(dá)到更佳的光源分布排列，有效的提高了系統(tǒng)中的有效輻射通量和對(duì)輻射通量的利用率。且通過(guò)多組光源安裝板的排列方式，增大光源照射范圍，同時(shí)采用較大的準(zhǔn)直透鏡的設(shè)計(jì)，增大紫外LED光源之間的排列距離，首先降低了光源的發(fā)熱程度，有利于散熱，其次，通過(guò)較大的準(zhǔn)直透鏡的準(zhǔn)直，使光源產(chǎn)生的光斑較大，降低了其光源強(qiáng)度，在結(jié)合大面積的光源照射范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)PCB板進(jìn)行5秒長(zhǎng)時(shí)間曝光，滿足PCB板的理論曝光時(shí)長(zhǎng)，提高曝光質(zhì)量。
[0029]其光源排列方式通過(guò)準(zhǔn)直透鏡2的曲率得出其發(fā)散的角度，并且根據(jù)光源本身輻射發(fā)散角分布圖和光譜波長(zhǎng)分布圖，通過(guò)計(jì)算得出光源之間的排列距離，并根據(jù)其本神輻射發(fā)散角分布圖的衰減角度，對(duì)衰減部位進(jìn)行重疊，提高其衰減部分的光強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)光源輻照強(qiáng)度均勻分布。
[0030]參考圖6、圖7和圖8，本實(shí)用新型采用曝光照明矩陣排布器3其排列規(guī)則與紫外LED光源I輻照強(qiáng)度分布相匹配，用以提高有效區(qū)域內(nèi)的輻照均勻度補(bǔ)償。在光源為面光源的情況下，通光口徑采用正方形的形式，達(dá)到輻照度勻化的效果，排列規(guī)則與紫外LED光源I輻照強(qiáng)度分布相匹配，提高輻照均勻度補(bǔ)償，它們的組合排列方式，都與紫外LED光源輻照分布的形狀相同，以最大限度地勻化整個(gè)輻射面，具有很好的曝光照明均勻性。
[0031]所述準(zhǔn)直透鏡2采用與余弦發(fā)光體相關(guān)的高次非球面或復(fù)合高次非球面準(zhǔn)直鏡，充分會(huì)聚光源發(fā)出的輻射能量，使得出光發(fā)散角趨于垂直，且能量利用率高。如圖5所示，當(dāng)紫外LED光源的光束經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直透鏡2準(zhǔn)直后，呈準(zhǔn)平行光出射，發(fā)散角〈=3度(0.052rad)o且經(jīng)過(guò)曝光照明矩陣排布器3和準(zhǔn)直透鏡2的共同作用，能有效的對(duì)紫外LED光源I強(qiáng)度較低的位置進(jìn)行補(bǔ)償，極大提高了其曝光的均勻度。
[0032]所述紫外LED曝光機(jī)包括兩個(gè)分別位于曝光臺(tái)面上下位置的光源安裝臺(tái)面，采用雙面曝光的方式，對(duì)PCB板進(jìn)行雙面同時(shí)曝光，提高工作效率。
[0033]本實(shí)用新型光源安裝臺(tái)面與曝光臺(tái)面的平移配合可以采用光源安裝臺(tái)面平移的方式，所述光源安裝臺(tái)面一側(cè)設(shè)有驅(qū)動(dòng)光源安裝臺(tái)面相對(duì)與曝光臺(tái)面平移的皮帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)皮帶輪帶動(dòng)光源安裝臺(tái)面沿曝光臺(tái)面方向平移，對(duì)曝光臺(tái)面進(jìn)行曝光。
[0034]本實(shí)用新型光源安裝臺(tái)面與曝光臺(tái)面的平移配合可以采用曝光臺(tái)面平移的方式，所述曝光臺(tái)面一側(cè)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)曝光臺(tái)面相對(duì)于光源安裝臺(tái)面平移的驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置可以采用皮帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)帶動(dòng)曝光臺(tái)面運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)均勻曝光。
[0035]實(shí)施例不應(yīng)視為對(duì)本實(shí)用新型的限制，但任何基于本實(shí)用新型的精神所作的改進(jìn)，都應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種紫外LED曝光機(jī)，其包括光源安裝臺(tái)面和曝光臺(tái)面，其特征在于:所述光源安裝臺(tái)面與曝光臺(tái)面構(gòu)成平移配合，所述光源安裝臺(tái)面上設(shè)有紫外LED曝光機(jī)光學(xué)照明系統(tǒng)，所述紫外LED曝光機(jī)光學(xué)照明系統(tǒng)包括至少一個(gè)光源安裝板、準(zhǔn)直透鏡以及用于固定準(zhǔn)直透鏡與光源安裝板上光源距離的照明矩陣排布器，所述光源安裝板上依次排列多行等距排列的紫外LED光源，所述相鄰兩行同一列的紫外LED光源的中心距離為B等于每行相鄰兩顆紫外LED光源的中心之間的距離A/行數(shù)，相鄰兩顆紫外LED光源之間等距排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外LED曝光機(jī)，其特征在于，所述紫外LED曝光機(jī)光學(xué)照明系統(tǒng)包括多個(gè)依次縱向排列所述光源安裝板，相鄰兩個(gè)光源安裝板上首顆紫外LED光源的中心距離為C是第奇數(shù)個(gè)光源安裝板上前兩顆紫外LED光源的中心之間的距離A的中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外LED曝光機(jī)，其特征在于，所述準(zhǔn)直透鏡采用高次非球面或復(fù)合高次非球面準(zhǔn)直鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紫外LED曝光機(jī)，其特征在于，所述紫外LED光源為余弦發(fā)光體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外LED曝光機(jī)，其特征在于，所述紫外LED曝光機(jī)包括兩個(gè)分別位于曝光臺(tái)面上下位置的光源安裝臺(tái)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外LED曝光機(jī)，其特征在于，所述光源安裝臺(tái)面一側(cè)設(shè)有驅(qū)動(dòng)光源安裝臺(tái)面相對(duì)與曝光臺(tái)面平移的皮帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外LED曝光機(jī)，其特征在于，所述曝光臺(tái)面一側(cè)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)曝光臺(tái)面相對(duì)于光源安裝臺(tái)面平移的驅(qū)動(dòng)裝置。
【文檔編號(hào)】G03F7/20GK203414733SQ201320560814
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】張方德, 王玉璋, 賀興志, 李小明 申請(qǐng)人:浙江歐視達(dá)科技有限公司