光源组件及具备该光源组件的曝光机的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种光源组件及具备该光源组件的曝光机，涉及PCB曝光领域，能够在保证足够的曝光光量的基础上，最大限度地保留曝光机的原有结构，从而以低成本进行曝光机产品的更新换代。光源组件具备：用于产生紫外线的一个或多个LED芯片；用于绑定所述LED芯片的基板；用于为所述LED芯片散热的散热装置；以及光学透镜组，其设置于所述LED芯片前方，用于对所述LED芯片产生的紫外线的光路进行平行化整形，其中，所述一个或多个LED芯片相对于所述光学透镜组构成点光源。
【专利说明】
光源组件及具备该光源组件的曝光机
技术领域
[0001 ] 本实用新型涉及PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)曝光领域，尤其涉及一种用于产生平行光的光源组件及具备该光源组件的曝光机。
【背景技术】
[0002]PCB制造中，需要利用曝光机等对PCB表面进行曝光，以进行图形转移。例如，对于涂覆了菲林片或作为绝缘层的有色油墨的PCB表面，需要对其进行曝光以使油墨干燥固化。
[0003]以往，主要在曝光机上安装高压汞灯，高压汞灯发出紫外光以对PCB表面进行曝光。然而，高压汞灯的发热量大，而过高的温度会对PCB造成不良影响，因此需要将其放置于离PCB表面较远的位置，一般地，高压汞灯到PCB表面的光路距离在Im左右或更大，这使得到达PCB表面的有效光量较少，高压汞灯的效率较低，耗电量较大。此外，高压汞灯还具有光谱宽、高污染、寿命短等缺点。为此，现有技术中出现了利用LED灯珠替代高压汞灯的方案。LED灯珠具有如图5所示的结构，LED 52固定于底座51上，LED 52另一侧的发光面与凸状的透镜53接触，LED 52朝透镜53发出紫外线。由于紫外线属于冷光，因此，可将LED灯珠置于离PCB表面较近的位置，例如，可将多只LED灯珠组成阵列式光源(等效于面光源)，分别置于PCB表面两侧以对其进行曝光。
[0004]在实现上述现有技术的过程中，发明人发现:以往使用高压汞灯的曝光机一般具有类似于图6的结构，根据该结构，高压汞灯60发出的光线被曲面反光镜61反射到平面反光镜62，再透过复眼透镜组63到达分光平面镜64，分光平面镜64具有快门构造，当其位于图示位置时，可向斜上方反射光线，当其撤离图示位置时，光线直接往斜下方照射。具体地，在一个时间段内，分光平面镜64反射光线到上侧的曲面反光镜65，通过调整光线的入射角度，光线可被曲面反光镜65反射而垂直照射在PCB 67的上表面;在下一个时间段内，光线直接照射至下侧的曲面反光镜66，再由曲面反光镜66反射而垂直照射在PCB 67的下表面。作为这种曝光机的替代方案，若直接在高压汞灯的安装位置用LED灯珠替代高压汞灯，则不得不设置由多只LED灯珠组成的阵列式光源，否则到达PCB表面的紫外线光量严重不足;另一方面，若舍弃这种光源-透镜组-分光平面镜-曲面反光镜的结构而直接在PCB的上下表面两侧设置由多只LED灯珠组成的阵列式光源，则曝光机的结构变动较大，不利于低成本地进行产品更新换代。
【实用新型内容】
[0005]针对上述现有技术中的技术问题，本实用新型提供一种光源组件及具备该光源组件的曝光机，利用LED芯片光源取代高压汞灯，能够在保证足够的曝光光量的基础上，最大限度地保留曝光机的原有结构，从而以低成本进行曝光机产品的更新换代。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种光源组件，具备:
[0007]用于产生紫外线的一个或多个LED芯片；
[0008]用于绑定所述LED芯片的基板；
[0009]用于为所述LED芯片散热的散热装置；以及
[0010]光学透镜组，其设置于所述LED芯片前方，用于对所述LED芯片产生的紫外线的光路进行平行化整形，
[0011]其中，所述一个或多个LED芯片相对于所述光学透镜组构成点光源。
[0012]在另一个可能的实现方式中，所述光学透镜组通过连接架安装于所述LED芯片正前方，所述连接架上设置有用于调节所述LED芯片与所述光学透镜组之间距离的距离调节机构。
[0013]在另一个可能的实现方式中，所述散热装置设置有入水口、出水口及所述入水口与所述出水口之间的过水管道。
[0014]在另一个可能的实现方式中，所述散热装置上设置有散热管、散热翅片及散热风扇，所述散热管连接所述散热装置与所述散热翅片，所述散热风扇设置于所述散热翅片两侧。
[0015]在另一个可能的实现方式中，所述基板设置有温度传感器。
[0016]在另一个可能的实现方式中，所述光学透镜组由两个以上的光学透镜组成。
[0017]另一方面，构造一种曝光机，具备:
[0018]晒架，用于承载待曝光的基板；
[0019]上述光源组件；
[0020]设置于所述光源组件前方的复眼透镜组；
[0021 ]分光平面镜，其可移动地设置于所述复眼透镜组前方，当其位于第一位置时，用于反射从所述复眼透镜组出射的紫外线，当位于第二位置时，不反射从所述复眼透镜组出射的紫外线；
[0022]两个曲面反光镜，其分别配置于所述平面光镜分光平面镜的斜上方及斜下方，用于将来自所述平面光镜分光平面镜垂直反射到所述基板的上下表面。
[0023]在本实用新型中，在光源-透镜组-分光平面镜-曲面反光镜这种结构的曝光机中用LED芯片替代高压汞灯或LED灯珠阵列式光源，由于LED芯片的发光性能优异，因此能够保证对PCB表面的足够曝光光量，又由于只需在原有的光源-透镜组-分光平面镜-曲面反光镜结构的曝光机进行微小改动，保留了大部分原有结构(例如，复眼透镜组、分光平面镜、曲面反光镜等)，因此，能够以低成本进行曝光机产品的更新换代，并能够继承传统曝光机的可靠性及稳定性高的特点。
【附图说明】
[0024]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0025]图1为本实用新型所提供的光源组件在使用状态下的光路示意图；
[0026]图2为本实用新型所提供的发光单元与光学透镜组正对状态的示意图；
[0027]图3为具有风冷方式散热装置的发光单元的侧面结构示意图；
[0028]图4为本实用新型所提供的LED芯片的结构示意图；
[0029]图5为现有技术中LED灯珠的结构示意图；
[0030]图6为现有技术中高压汞灯在使用状态下的光路示意图。
【具体实施方式】
[0031]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0032]图1为本实用新型所提供的光源组件在使用状态下的光路示意图。如图1所示，光源组件I包括发光单元10与光学透镜组11。光源组件I可应用在“光源-透镜组-分光平面镜-曲面反光镜”的结构曝光机中，光源组件I处于光路的起始端，作为光源发出紫外线。相比于现有的曝光机中使用高压汞灯或阵列式LED灯珠，本实用新型所提供的光源组件中，使用含有如后所述的LED芯片101的发光单元10作为替代。发光单元10沿图示的箭头方向发出紫外线。
[0033]光学透镜组11配置于发光单元10的光线前方。可设置连接架(未图示)用于固定光学透镜组11相对于发光单元10的位置。连接架可利用现有曝光机中的连接架。光学透镜组11用于对光路进行平行化整形，使得各束紫外线之间近似平行。
[0034]光学透镜组11的前方依次配置有复眼透镜组12、分光平面镜13。在分光平面镜13的斜上方及斜下方分别配置有曲面反光镜14与曲面反光镜15。光学透镜组11与复眼透镜组12—起作用，使得从复眼透镜组12出射的紫外线经分光平面镜13反射(或不经分光平面镜13反射)及曲面反光镜14、15反射后能够垂直入射到晒架及PCB 16。
[0035]图2为本实用新型所提供的发光单元10与光学透镜组11正对状态的示意图。如图2所示，发光单元10主要包括LED芯片101、用于绑定LED芯片101的基板102及用于散热的散热装置1031ED芯片101正对于光学透镜组11，其与光学透镜组11的距离为毫米级，例如为2mm。如上所述，在实施例中，光学透镜组11通过连接架安装于LED芯片101正前方，连接架上可设置用于调节发光单元10与光学透镜组11之间距离的距离调节机构。LED芯片101例如可以粘贴的方式固定于基板102中，基板102的与LED芯片101相反侧的表面与散热装置103紧密接触。为了便于从LED芯片101导热，基板102优选可采用由导热性良好的材料如金属制成。虽然图中示出LED芯片101为一个，然而，在本实用新型中也可以设置多个。在设置多个LED芯片101的情况下，也只需设置一个光学透镜组11。区别于现有技术中，每个LED灯珠均对应一个透镜53，多个LED灯珠需分开布局以使得LED灯珠阵列形成与复眼透镜组63对应的面光源(所谓与复眼透镜组63对应的面光源是指，LED灯珠阵列所占的面积大致对应于复眼透镜组63的面积)，在本实用新型中，由于LED芯片具有体积小、能量高的特点，多个LED芯片101能够排列得更加紧凑，因此，多个LED芯片101相对于光学透镜组11也为点光源。这样一来，适用于单个LED芯片101(其为点光源)的光学透镜组11也能够适用于多个LED芯片101。多个LED芯片101优选为4个。
[0036]图3为本实用新型所提供的LED芯片101的结构示意图。如图3所示，LED芯片103包括P极与N极，P极为正极，N极为负极。如上所述，相比于图4所示的LED灯珠，LED芯片101不具有透镜结构。需要说明的是，除了不具备透镜结构之外，LED芯片101在其他方面上也不同于LED灯珠，是不同于LED灯珠的另一种产品。相对于LED灯珠，LED芯片101具有体积小、能量高、稳定性好、寿命长、成本低、无污染、无辐射等优点。该LED芯片101例如可采用首尔伟傲世公司(SEOUL V1 SYS)公司生产的UV1000-39。
[0037]在本实用新型中，由于所采用的光源为不同于高压汞灯的LED芯片101，因此，光学透镜组11需对应于LED芯片做调整，具体的调整方式可根据实际需要确定，本实用新型对此不作限定。例如，在一种实现方式中，光学透镜组11由两个以上的光学透镜组成。
[0038]在本实用新型中，在光源-透镜组-分光平面镜-曲面反光镜这种结构的曝光机中用LED芯片替代高压汞灯或LED灯珠阵列式光源，由于LED芯片的发光性能优异，因此能够保证对PCB表面的足够曝光光量，又由于只需在原有的光源-透镜组-分光平面镜-曲面反光镜结构的曝光机进行微小改动，保留了大部分原有结构(例如，复眼透镜组、分光平面镜、曲面反光镜等)，因此，能够以低成本进行曝光机产品的更新换代，并能够继承传统曝光机的可靠性及稳定性高的特点。
[0039]为了对LED芯片101进行散热，可配置散热装置103的散热方式为水冷方式或风冷方式。在图3中，示出了的是水冷方式的散热装置103，其具有入水口 1031、出水口 1032及入水口与出水口之间的过水管道1033。过水管道1033贯通于散热装置103内部。可以理解的是，虽然图中示出过水管道1033为一根直管，然而，可根据需要使过水管道1033蜿蜒贯通于散热装置103内部。
[0040]另一方面，对于风冷方式的散热装置103，如图3所示，例如可在散热装置103上连接散热管105，散热管105与散热翅片106连接，散热风扇107设置于散热翅片106两侧。
[0041]在本实用新型的一个更具体的实现方式中，为了监控LED芯片101的温度，以用于确定LED芯片101的工作状态(例如发光量、温度是否过高等)，可在基板102设置温度传感器104。温度传感器104例如可用热敏电阻实现。
[0042]如上所述，上述光源组件可应用于曝光机中，除了光源组件外，曝光机还具备:用于承载待曝光基板的晒架(处于基板16的位置，未标号)；设置于光源组件I前方的复眼透镜组12;分光平面镜13，其可移动地设置于复眼透镜组12前方，其位于第一位置(即图1所示的位置)时，用于反射从复眼透镜组12出射的紫外线，当位于第二位置(即偏离图1所示位置的位置)时，不反射从复眼透镜组12出射的紫外线;两个曲面反光镜14、15，其分别配置于分光平面镜13的斜上方及斜下方，用于将来自分光平面镜13垂直反射到基板16的上下表面。当分光平面镜13位于第一位置时，分光平面镜13反射从复眼透镜组12出射的紫外线至斜上方的曲面反光镜14;当分光平面镜13位于第二位置时，从复眼透镜组12出射的紫外线直接照射至斜下方的曲面反光镜15。
[0043]上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
【主权项】
1.一种光源组件，其特征在于，具备: 用于产生紫外线的一个或多个LED芯片； 用于绑定所述LED芯片的基板； 用于为所述LED芯片散热的散热装置；以及 光学透镜组，其设置于所述LED芯片前方，用于对所述LED芯片产生的紫外线的光路进行平行化整形， 其中，所述一个或多个LED芯片相对于所述光学透镜组构成点光源。2.根据权利要求1所述的光源组件，其特征在于， 所述光学透镜组通过连接架安装于所述LED芯片正前方，所述连接架上设置有用于调节所述LED芯片与所述光学透镜组之间距离的距离调节机构。3.根据权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述散热装置设置有入水口、出水口及所述入水口与所述出水口之间的过水管道。4.根据权利要求1所述的光源组件，其特征在于， 所述散热装置上设置有散热管、散热翅片及散热风扇，所述散热管连接所述散热装置与所述散热翅片，所述散热风扇设置于所述散热翅片两侧。5.根据权利要求1所述的光源组件，其特征在于， 所述基板设置有温度传感器。6.根据权利要求1至5任一项所述的光源组件，其特征在于， 所述光学透镜组由两个以上的光学透镜组成。7.一种曝光机，其特征在于，具备:晒架，用于承载待曝光的基板； 权利要求1至6任一项所述的光源组件； 设置于所述光源组件前方的复眼透镜组； 分光平面镜，其可移动地设置于所述复眼透镜组前方，当其位于第一位置时，反射从所述复眼透镜组出射的紫外线，当位于第二位置时，不反射从所述复眼透镜组出射的紫外线； 两个曲面反光镜，其分别配置于所述分光平面镜的斜上方及斜下方，用于将来自所述分光平面镜垂直反射到所述基板的上下表面。
【文档编号】G03F7/20GK205644015SQ201620230436
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】张清, 敬立成
【申请人】深圳市虎成科技有限公司