[发明专利]紫外发光二极管曝光装置及系统

说明书

本公开提供一种紫外发光二极管曝光装置及系统，涉及曝光处理技术领域，装置包括：紫外发光二极管光源，包括阵列贴片式的紫外发光二极管灯珠，紫外发光二极管灯珠用于发射紫外光束；准直镜组，用于对紫外光束进行收光准直；复眼镜组，用于对收光准直后的紫外光束进行匀光；聚光镜组，用于对匀光后的紫外光束进行聚光；曝光面，用于利用聚光后的紫外光束进行曝光的工作面；控制模块，用于通过高频开关模式，独立控制每个紫外发光二极管灯珠的开关。该紫外发光二极管曝光装置及系统有效地提高了光源输出功率的稳定性及能量的利用率，减少了发热和提高散热效果，实现了紫外光束的高效准直，并且，满足设备框架和其他部件空间限制要求。

技术领域

本公开涉及曝光处理技术领域，尤其涉及一种紫外发光二极管曝光装置及系统。

背景技术

紫外曝光系统主要应用于印刷电路板制造、半导体元器件生产及高精密微型功能图形曝光。上述应用对曝光图形的特征尺寸、一致性、对比度等参数有严格的要求，从而要求紫外曝光系统满足能量均匀性高、准直性好、易于调节等条件。

目前，广泛使用的紫外曝光系统通常采用高压汞灯作为光源，使用其中单一波段的光线，而单一波段的光线能量只占汞灯光谱能量的极小部分，导致汞灯能量利用率低。并且，高压汞灯的发热量大，需要配套水冷散热装置和风冷散热装置进行散热，导致整体装置体积大，不能满足设备框架和其他部件空间限制要求。此外，汞灯使用前需要提前预热，对能源造成浪费，汞灯寿命短，需要专业人士定期维护，对使用造成不便。

发明内容

针对上述技术问题，本公开提供一种用于紫外发光二极管曝光装置及系统，用于至少部分解决上述技术问题。

基于此，本公开第一方面提供一种紫外发光二极管曝光装置，包括：紫外发光二极管光源，包括阵列贴片式的紫外发光二极管灯珠，紫外发光二极管灯珠用于发射紫外光束；准直镜组，用于对紫外光束进行收光准直；复眼镜组，用于对收光准直后的紫外光束进行匀光；聚光镜组，用于对匀光后的紫外光束进行聚光；曝光面，用于利用聚光后的紫外光束进行曝光的工作面；控制模块，用于通过高频开关模式，独立控制每个紫外发光二极管灯珠的开关。

根据本公开的实施例，准直镜组包括：滤光片，用于对紫外光束进行滤光，得到曝光所需波长和带宽的紫外光束；抛物面反射镜，用于对滤光后的紫外光束进行收光准直，其中，紫外光束倾斜预设角度入射至抛物面反射镜，抛物面反射镜与紫外发光二极管光源的数值孔径、发散半角匹配。

根据本公开的实施例，准直镜组包括：滤光片，用于对紫外光束进行滤光，得到曝光所需波长和带宽的紫外光束；凹透镜，用于对滤光后的紫外光束进行收光，其中，凹透镜的曲率半径和数量由紫外发光二极管光源的通光孔径、数值孔径、发散半角确定；准直镜，用于对收光后的紫外光束进行准直。

根据本公开的实施例，紫外发光二极管曝光装置还包括：液体光纤，用于将紫外发光二极管光源发射的紫外光束引入准直镜组。

根据本公开的实施例，复眼镜组包括两排复眼透镜，沿光路方向，后排复眼透镜位于前排复眼透镜的焦点处。

根据本公开的实施例，复眼透镜以平方阵列或者正六边形或者八边形阵列方式分布于光路中。

根据本公开的实施例，聚光镜组将复眼镜组到曝光面的光距分割为聚光工作距和曝光工作距，聚光镜组被配置为通过调节聚光镜组的曲率半径来调整聚光工作距和曝光工作距。

根据本公开的实施例，紫外发光二极管曝光装置还包括：第一反射镜，用于对复眼镜组至聚光镜组的光路和/或聚光镜组至曝光面的光路进行折转。

根据本公开的实施例，控制模块包括控制器和控制系统，其中：控制器配置有与每个紫外发光二极管灯珠对应的独立芯片，通过寻址的方式对每个紫外发光二极管灯珠进行独立控制；控制系统用于通过软件界面发送控制指令至控制器以控制紫外发光二极管灯珠的开关和采集紫外发光二极管灯珠的工作参数。