一种DI光刻机的LED光学系统
技术领域
本实用新型涉及用于PCB板制造的光刻技术领域，具体为一种应用于曝光设备的直接成像DI光刻机的光学系统。
背景技术
在晶圆制造产业和PCB制造产业领域，都需要通过光刻工艺和蚀刻工艺来完成设计图形在晶圆或覆铜板上的生成，以实现各种不同器件或电路的功能。传统光刻工艺都需要使用预先制作的掩模版或底片通过光刻机曝光来进行图形转移，制作掩模版或底片不仅增加生产成本，生产周期也更长。随着曝光技术的进步，一种新型曝光技术DI或LDI(激光直接成像)日趋成熟，该技术可以将设计图形通过计算机直接投射到待曝光的晶圆或PCB表面，达到降低成本，缩短周期的目的。但是，目前大多数的DI光刻机使用的光源是紫外半导体激光器，这一类紫外半导体激光器的价格昂贵，能量较低，波长单一。而近紫外LED光源具有多个波段(近紫外LED的发光波长位于355～405nm波段范围)，价格便宜，应用方便，可用于替代紫外半导体激光器在DI光刻机中的作用，但近紫外LED存在光功率密度低和发散角大的问题，而防焊制程所需的光源功率较大，因此如何获得多个紫外波长、并且具备高能量的光源已是曝光行业急需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种DI光刻机的LED光学系统，可产生光束集中、发散角小、复合波长和高能量的光束，解决目前半导体激光器某些波段功率不足以及小型LED复合光源能量低的问题，且其结构简单，能源消耗低，制造成本低，性能稳定。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种DI光刻机的LED光学系统，包括近紫外LED发光源模组、聚光镜头、光刻模组和成像镜头，所述近紫外LED发光源模组、聚光镜头、光刻模组和成像镜头顺序连接；
所述近紫外LED发光源模组包括若干个近紫外LED发光源，每个所述近紫外LED发光源分别通过一所述聚光镜头与光刻模组连接，若干个所述近紫外LED发光源错开排列在所述光刻模组的两侧；
所述光刻模组包括若干个DMD光刻装置，若干个所述DMD光刻装置呈直线排列，所述DMD光刻装置的一端与所述成像镜头连接，另一端通过所述聚光镜头与所述近紫外LED发光源连接；
其中，所述近紫外LED发光源与DMD光刻装置所在直线与若干个所述DMD光刻装置所在直线之间的夹角小于90度；所述近紫外LED发光源内置有若干个近紫外LED发光体。
在其中一个实施例中，所述成像镜头的轴线垂直于曝光平面。
在其中一个实施例中，所述近紫外LED发光源还包括外壳和控制接口，若干个所述近紫外LED发光体均匀分布在所述外壳内，所述控制接口与所述近紫外LED发光体连接；所述外壳的一侧开设有紫外光输出口，所述近紫外LED发光体和控制接口均设置在所述外壳的另一侧；所述紫外光输出口与所述聚光镜头连接。
在其中一个实施例中，所述近紫外LED发光源还包括用于与冷却装置连接的冷却接口，所述冷却接口设置在所述控制接口一侧，并与所述近紫外LED发光体连接。
本实用新型的一种DI光刻机的LED光学系统，将多个近紫外LED发光体集成在一个近紫外LED发光源中，使其具有可满足需求的高能量；将近紫外LED发光源错开排列在所述光刻模组的两侧，使近紫外LED发光源的尺寸在可以做得足够大的同时，不影响DMD光刻装置的正常排列。该LED光学系统的结构简单，能源消耗低，制造成本低，性能稳定性高，且其产生的光束在具备光束集中、发散角小的优点的同时，还具有复合波长，高能量的优点，适用于PCB板的防焊曝光工艺以及各种防焊油墨的曝光。
附图说明
图1为一个实施例中一种DI光刻机的LED光学系统的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1和2中近紫外LED发光源的结构示意图；
10、近紫外LED发光源模组；11、近紫外LED发光源；111、外壳；112、控制接口；113、冷却接口；20、光刻模组；21、DMD光刻装置；30、聚光镜头；40、成像镜头；50、曝光平面。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图1为一个实施例中一种DI光刻机的LED光学系统的结构示意图，图2为图1的俯视图；该DI光刻机的LED光学系统包括近紫外LED发光源模组10、聚光镜头30、光刻模组20和成像镜头40，所述近紫外LED发光源模组10、聚光镜头30、光刻模组20和成像镜头40顺序连接。具体的，所述成像镜头40的轴线垂直于曝光平面50。
所述近紫外LED发光源模组10包括若干个近紫外LED发光源11，每个所述近紫外LED发光源11分别通过一所述聚光镜头30与光刻模组20连接，若干个所述近紫外LED发光源11错开排列在所述光刻模组20的两侧。
所述光刻模组20包括若干个DMD光刻装置21，若干个所述DMD光刻装置21呈直线排列，所述DMD光刻装置21的一端与所述成像镜头40连接，另一端通过所述聚光镜头30与所述近紫外LED发光源11连接。
其中，所述近紫外LED发光源11与DMD光刻装置21所在直线与若干个所述DMD光刻装置21所在直线之间的夹角小于90度；所述近紫外LED发光源11内置有若干个近紫外LED发光体(图中未视出)。
若干个近紫外LED发光体的光束在近紫外LED发光源11中集中后通过聚光镜头30进行聚光，而后将出射光输入至DMD光刻装置21中，DMD光刻装置21将该入射光进行处理后，通过成像镜头40输出至曝光平面50。DI光刻机一般采用多个DMD光刻装置21同时扫描曝光，一个DMD光刻装置21需要一个近紫外LED发光源11，如图1所示，多个近紫外LED发光源11合并形成近紫外LED发光源模组10后与光刻模组20连接，以达到所需的效果。而DMD光刻装置21呈单线排列，近紫外LED发光源11错开排列在所述光刻模组20的两侧，使近紫外LED发光源11的尺寸在可以做得足够大的同时，不影响DMD光刻装置21的正常排列。
具体的，如图3所示，所述近紫外LED发光源11还包括外壳111、用于与控制系统连接的控制接口112和用于与冷却装置连接的冷却接口113，若干个所述近紫外LED发光体均匀分布在所述外壳111内，所述控制接口112和冷却接口113均与所述近紫外LED发光体连接；所述外壳111的一侧开设有紫外光输出口(图中未视出)，所述近紫外LED发光体、控制接口112和冷却接口113均设置在所述外壳111的另一侧；所述紫外光输出口与所述聚光镜头30连接。近紫外LED发光体分别通过控制接口112和冷却接口113与外置的控制系统和冷却装置连接，通过控制系统可控制其发光亮度以及明灭，通过冷却装置对其进行冷却散热，避免出现高温。
在一个实施例中，所述近紫外LED发光源模组10中的若干个近紫外LED发光源11的发光波长位于不同的波段范围，通过光源控制系统，控制不同波长的近紫外LED发光源11的亮度及其组合方式，实现对光源能量及波长的复合配置，从而满足对不同防焊油墨的光刻需求。
本实用新型的一种DI光刻机的LED光学系统，将多个近紫外LED发光体集成在一个近紫外LED发光源11中，使其具有可满足需求的高能量；将近紫外LED发光源11错开排列在所述光刻模组20的两侧，使近紫外LED发光源11的尺寸在可以做得足够大的同时，不影响DMD光刻装置21的正常排列。该LED光学系统的结构简单，能源消耗低，制造成本低，性能稳定性高，且其产生的光束在具备光束集中、发散角小的优点的同时，还具有复合波长，高能量的优点，适用于PCB板的防焊曝光工艺以及各种防焊油墨的曝光。
以上实施例仅表达了本实用新型的若干优选实施方式，其描述较为具体和详细，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围的内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动，并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，这些都属于本实用新型所附权利要求的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
