一种扫描式UVLED曝光机及其扫描方法与流程

文档序号:15827659发布日期:2018-11-02 23:58阅读:238来源:国知局

本发明涉及曝光机技术领域,尤其涉及一种扫描式uvled曝光机。

背景技术

传统曝光机采用的是平行光幅面照射方法,即灯源和曝光框架在曝光的时候是静止的。所以传统曝光机必须配置复杂的光学系统如复眼、大面积球面主镜等,尤其是决定曝光面积的球面镜,随着曝光面积的增大,球面镜的成本往往成几何级数的增加。而且因为曝光面积大导致单位面积的曝光强度受到限制,后续的曝光均匀性调整难度大,光偏角相对较大,不适用于接近式曝光。

扫描式曝光机是利用一维阵列uvled光源,在与阵列正交方向上进行扫描,将菲林上的图形转移到基片上,通过显影、腐蚀或者刻蚀完成产品的制作。为实现高的加工精度,扫描光曝光机采用了350nm-410nm之间的紫外光源作为照明光源。扫描光曝光机已经成为目前微电子电路制造的重要设备。现在正处于汞灯曝光机向uv-led曝光机转型的时代,uv-led具有效率高、寿命长和谱线窄等优点,是替换汞灯的理想光源。

目前市面上的扫描式uvled曝光机,其线光源或面光源的均匀性在产品出厂时就决定了,在流水线工作环境下,uvled会随机发生由例如受潮引起导电率变化、温度过高引起强度衰减等情况,此时会导致光源整体均匀性下降且不容易被发现。



技术实现要素:

有鉴如此,有必要针对现有技术存在的曝光不均匀的缺陷,提供一种曝光均匀的扫描式uvled曝光机。

为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:

一方面,本发明提供了一种扫描式uvled曝光机,包括:uvled扫描光源单元、电性连接所述uvled扫描光源单元的线阵ccd光源探测单元及电性连接所述uvled扫描光源单元的uvled光源控制单元,其中:

所述uvled扫描光源单元用于出射光束;

所述线阵ccd光源探测单元设置于所述uvled扫描光源单元的出光面,所述线阵ccd光源探测单元用于扫描所述uvled扫描光源单元出射的光束,及探测所述光束的近场光强,并将所述近场光强反馈至所述uvled光源控制单元;

所述uvled光源控制单元获取所述近场光强分布并根据所述近场光强对所述uvled扫描光源单元的电源进行控制,保证uvled扫描光源单元的电源稳定,以使所述uvled扫描光源单元出射的光束在曝光面均匀分布。

在一些较佳实施例中,所述uvled扫描光源单元包括:基板、安装于所述基板上的若干个uvled以及对应于所述uvled紧密贴合的自由曲面准直透镜,所述uvled发出的紫外光线经过所述自由曲面准直透镜准直匀化后,在目标面上形成均匀分布的矩形扫描光斑。

在一些较佳实施例中,所述uvled扫描光源单元还包括散热热沉,所述基板设置于所述散热热沉上。

在一些较佳实施例中,所述散热热沉为水冷散热或者风冷散热。

在一些较佳实施例中,所述uvled的波长在365nm-405nm之间。

在一些较佳实施例中,若干所述uvled的波长相同或者不同。

在一些较佳实施例中,所述线阵ccd光源探测单元采集近场光强,所述uvled光源控制单元根据所述近场光强运用蒙特卡洛模拟法确定uvled电流浮动范围和阈值,取得uvled电流信号数字量化输出值dq,并根据所述dq提供稳定的dq电源,以使所述uvled扫描光源单元出射的光束在曝光面均匀分布。

另一方面,本发明提供了一种扫描式uvled曝光机的扫描方法,包括下述步骤:

步骤s110:所述uvled扫描光源单元出射光束;

步骤s120:所述线阵ccd光源探测单元扫描所述uvled扫描光源单元出射的光束及探测所述光束的近场光强,并将所述近场光强反馈至所述uvled光源控制单元;

步骤s130:所述uvled光源控制单元获取所述近场光强并根据所述近场光强对所述uvled扫描光源单元的电源进行控制,保证uvled扫描光源单元的电源稳定,以使所述uvled扫描光源单元出射的光束在曝光面均匀分布。

在一些较佳实施例中,在步骤s130中,所述uvled光源控制单元获取所述近场光强并根据所述近场光分布对所述uvled扫描光源单元进行控制,以使所述uvled扫描光源单元出射的光束在曝光面均匀分布,包括下述步骤:

步骤s131:所述uvled光源控制单元获取所述近场光强;

步骤s132:所述uvled光源控制单元根据所述近场光强运用蒙特卡洛模拟法确定uvled电流浮动范围和阈值,取得uvled电流信号数字量化输出值dq;

步骤s133:所述uvled光源控制单元根据所述dq为所述uvled扫描光源单元提供稳定的dq电源;

步骤s134:所述线阵ccd光源探测单元持续将所述近场光强反馈至所述uvled光源控制单元,若所述近场光强强度稳定,返回上一步;若所述近场光强单点强度异常,进行下一步;

步骤s135:所述线阵ccd光源探测单元对探测的近场光强进行图像处理,对强度异常的单颗或多颗uvled进行寻址,得到异常的uvled;

步骤s136:所述uvled光源控制单元获取异常的uvled,并返回步骤s132。

本发明采用上述技术方案的优点是:

本发明提供的扫描式uvled曝光机及其扫描方法,包括uvled扫描光源单元、线阵ccd光源探测单元及uvled光源控制单元,所述uvled扫描光源单元用于出射光束;所述线阵ccd光源探测单元设置于所述uvled扫描光源单元的出光面,所述线阵ccd光源探测单元用于扫描所述uvled扫描光源单元出射的光束,及探测所述光束的近场光强,并将所述近场光强反馈至所述uvled光源控制单元;所述uvled光源控制单元获取所述近场光强分布并根据所述近场光强对所述uvled扫描光源单元的电源进行控制,保证uvled扫描光源单元的电源稳定,以使所述uvled扫描光源单元出射的光束在曝光面均匀分布,从而可以实现在生产作业间歇期对光源均匀性进行快速检测与调整,降低光源维护与调整的难度并提高生产效率和良品率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例1提供的扫描式uvled曝光机的结构示意图。

图2为本发明实施例1提供的uvled曝光机的uvled扫描光源单元的结构示意图。

图3为本发明实施例2提供的扫描式uvled曝光机的扫描方法步骤流程图。

图4为本发明实施例2提供的所述uvled光源控制单元获取所述近场光强并根据所述近场光分布对所述uvled扫描光源单元进行控制,以使所述uvled扫描光源单元出射的光束在曝光面均匀分布的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1,为本发明实施例提供的扫描式uvled曝光机10的结构示意图,包括:uvled扫描光源单元110、电性连接所述uvled扫描光源单元110的线阵ccd光源探测单元120及电性连接所述uvled扫描光源单元110的uvled光源控制单元130。

请参阅图2,为本发明实施例1提供的所述uvled扫描光源单元110的结构示意图。

在本实施例中,所述uvled扫描光源单元110包括:基板111、安装于所述基板111上的若干个uvled112以及对应于所述uvled112紧密贴合的自由曲面准直透镜113。

可以理解,自由曲面准直透镜113的底部与uvled112紧密贴合,所述uvled112发出的紫外光线经过所述自由曲面准直透镜113后可对uvled112阵列发出的紫外光线进行匀化准直,使其收窄到预定的角度(光偏角最小达到±2°),形成矩形的扫描光斑。

在本实施例中,所述uvled112的波长在365nm-405nm之间,且若干所述uvled112选择单颗单波长或者多颗不同波长的uvled进行组合,从而形成多波段紫外曝光。

在一些较佳的实施例中,所述uvled扫描光源单元110还包括散热热沉114,所述基板111设置于所述散热热沉114上,从而能够有效散热。

在一些较佳的实施例中,所述散热热沉114为水冷散热或者风冷散热。

以下详细说明本发明实施例1提供的扫描式uvled曝光机10的工作方式:

所述uvled扫描光源单元110出射光束,所述线阵ccd光源探测单元120设置于所述uvled扫描光源单元110的出光面,所述线阵ccd光源探测单元扫描所述uvled扫描光源单元110出射的光束及探测所述光束的近场光强,并将所述近场光强反馈至所述uvled光源控制单元130。

所述uvled光源控制单元130获取所述近场光强分布并根据所述近场光强对所述uvled扫描光源单元110的电源进行控制,保证uvled扫描光源单元110的电源稳定,以使所述uvled扫描光源单元110出射的光束在曝光面均匀分布。

在一些较佳的实施例中,所述线阵ccd光源探测单元120可采集近场光强,所述uvled光源控制单元130根据所述近场光强运用蒙特卡洛模拟法确定uvled电流浮动范围和阈值,取得uvled电流信号数字量化输出值dq,并根据所述dq提供稳定的dq电源,以使所述uvled扫描光源单元出射的光束在曝光面均匀分布。

可以理解,当出现远场(曝光面)光线均匀性异常,一般通常是有单颗或多颗uvled强度出现异常,此时可由线阵ccd光源探测单元120检测得到,线阵ccd光源探测单元120根据采集的信号通过图像处理,对强度异常的单颗或多颗uvled进行寻址,并将异常的uvled反馈至uvled光源控制单元130,根据所述近场光强运用蒙特卡洛模拟法确定uvled电流浮动范围和阈值,取得uvled电流信号数字量化输出值dq,并根据所述dq提供稳定的dq电源,以使所述uvled扫描光源单元出射的光束在曝光面均匀分布,从而保证近场光强长期运行中的均匀性不变,提高曝光过程的可靠性。

实施例2

请参阅图3,为本发明实施例2提供的扫描式uvled曝光机的扫描方法步骤流程图,包括下述步骤:

步骤s110:所述uvled扫描光源单元110出射光束;

步骤s120:所述线阵ccd光源探测单元120扫描所述uvled扫描光源单元110出射的光束及探测所述光束的近场光强,并将所述近场光强反馈至所述uvled光源控制单元130;

步骤s130:所述uvled光源控制单元130获取所述近场光强并根据所述近场光强对所述uvled扫描光源单元110的电源进行控制,保证uvled扫描光源单元110的电源稳定,以使所述uvled扫描光源单元130出射的光束在曝光面均匀分布。

请参阅图4,在步骤s130中,所述uvled光源控制单元获取所述近场光强并根据所述近场光分布对所述uvled扫描光源单元进行控制,以使所述uvled扫描光源单元出射的光束在曝光面均匀分布,包括下述步骤:

步骤s131:所述uvled光源控制单元获取所述近场光强;

步骤s132:所述uvled光源控制单元根据所述近场光强运用蒙特卡洛模拟法确定uvled电流浮动范围和阈值,取得uvled电流信号数字量化输出值dq;

步骤s133:所述uvled光源控制单元根据所述dq为所述uvled扫描光源单元提供稳定的dq电源;

步骤s134:所述线阵ccd光源探测单元持续将所述近场光强反馈至所述uvled光源控制单元,若所述近场光强强度稳定,返回上一步;若所述近场光强单点强度异常,进行下一步;

步骤s135:所述线阵ccd光源探测单元对探测的近场光强进行图像处理,对强度异常的单颗或多颗uvled进行寻址,得到异常的uvled;

步骤s136:所述uvled光源控制单元获取异常的uvled,并返回步骤s132。

可以理解,当出现远场(曝光面)光线均匀性异常,一般通常是有单颗或多颗uvled强度出现异常,此时可由线阵ccd光源探测单元120检测得到,线阵ccd光源探测单元120根据采集的信号通过图像处理,对强度异常的单颗或多颗uvled进行寻址,并将异常的uvled反馈至uvled光源控制单元130,根据所述近场光强运用蒙特卡洛模拟法确定uvled电流浮动范围和阈值,取得uvled电流信号数字量化输出值dq,并根据所述dq提供稳定的dq电源,以使所述uvled扫描光源单元出射的光束在曝光面均匀分布,从而保证近场光强长期运行中的均匀性不变,提高曝光过程的可靠性。

本发明提供的扫描式uvled曝光机及其扫描方法,所述uvled扫描光源单元出射光束,所述线阵ccd光源探测单元扫描所述uvled扫描光源单元出射的光束及探测所述光束的近场光强,并将所述近场光强反馈至所述uvled光源控制单元;所述uvled光源控制单元获取所述近场光强分布并根据所述近场光强对所述uvled扫描光源单元的电源进行控制,保证uvled扫描光源单元的电源稳定,以使所述uvled扫描光源单元出射的光束在曝光面均匀分布,从而可以实现在生产作业间歇期对光源均匀性进行快速检测与调整,降低光源维护与调整的难度并提高生产效率和良品率。

当然本发明的扫描式uvled曝光机还可具有多种变换及改型,并不局限于上述实施方式的具体结构。总之,本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

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