CN105022236A

CN105022236A - 紫外激光曝光系统

Info

Publication number: CN105022236A
Application number: CN201510476845.2A
Authority: CN
Inventors: 汪晓波; 赖国权
Original assignee: Changsha Qingbo Photoelectric Technology Co Ltd
Current assignee: Changsha Qingbo Photoelectric Technology Co Ltd
Priority date: 2015-08-07
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2015-11-04

Abstract

本发明公开了一种紫外激光曝光系统，用于对PCB板进行曝光，所述紫外激光曝光系统包括：固态紫外激光器，该固态紫外激光器向右发射一束紫外激光；激光打散装置，该紫外激光经过该激光打散装置后形成半径大于该紫外激光的半径的一束打散激光；聚焦透镜组，该打散激光经过该聚焦透镜组后形成一长条形矩形光斑；以及，该长条形矩形光斑用以扫描该PCB板。本发明的优点是：入射角度小、光强均匀，且印版成像精度高。

Description

紫外激光曝光系统

技术领域

本发明涉及印版成像技术领域，尤其是涉及一种紫外激光曝光系统。

背景技术

曝光机是指通过开启灯光发出UVA波长的紫外线，将胶片或其他透明体上的图像信息转移到涂有感光物质的表面上的设备。广泛应用于半导体、微电子、生物器件和纳米科技领域。曝光机集电子光学、电气、机械、真空、计算机技术等于一体，70 年代以后广泛应用于半导体集成电路制造业。在计算机的控制下，利用聚焦电子束对有机聚合物（通常称为电子抗蚀剂或光刻胶）进行曝光，受电子束辐照后的光刻胶，其物理化学性质发生变化，在一定的溶剂中形成良溶或非良溶区域，从而在抗蚀剂上形成精细图形。显然，业界极其希望尽量提高成像的精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种紫外激光曝光系统，它具有入射角度小、光强均匀，且印版成像精度高的特点。

本发明所采用的技术方案是：紫外激光曝光系统，用于对PCB板进行曝光，所述紫外激光曝光系统包括：

———固态紫外激光器，该固态紫外激光器向右发射一束紫外激光；

———激光打散装置，该紫外激光经过该激光打散装置后形成半径大于该紫外激光的半径的一束打散激光；

———聚焦透镜组，该打散激光经过该聚焦透镜组后形成一长条形矩形光斑；以及

该长条形矩形光斑用以扫描该PCB板。

所述激光打散装置包括扩束镜头和位于该扩束镜头右方的微透镜阵列。

所述激光打散装置包括非球面透镜和位于该非球面透镜右方的第一修正板。

所述激光打散装置包括非球面反光镜和位于该非球面反光镜下方的第二修正板。

所述固态紫外激光器为固体变频激光器、光纤激光器或半导体激光器。

本发明所具有的优点是：

1、环保节能。普通灯泡的曝光效率不超过3%，UVLED的有效曝光效率不超过10%，而本发明的紫外激光曝光系统使用紫外激光后有效曝光效率能达到30%。

2、光束均匀。普通灯泡和UVLED的照度均匀度一般最好在80%，而本发明的紫外激光曝光系统的激光的光强均匀度可达到99%。

3、入射角度小，对菲林要求低。普通灯泡和UVLED的入射角最好只能控制在2（角）度以内，本发明的紫外激光曝光系统的激光的入射角度可以轻松控制在2（角）分以内，有利于高精度曝光。

4、采用的是冷紫外曝光，还能够实现衬底环境温度的实时控制，达到均匀曝光、消除热效应的目的。同时，无需进行预热，还可以用计算机来对紫外光源强度进行调节。

5、曝光的紫外激光带宽小于1nm，而且拥有完美的单色曝光，从而能耗低，符合当今社会的环保节约理念。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的实施例1的紫外激光曝光系统的示意图；

图2是本发明的实施例2的紫外激光曝光系统的示意图；

图3是本发明的实施例3的紫外激光曝光系统的示意图。

图中：

10、固态紫外激光器；

20、激光打散装置，211、扩束镜头，212、微透镜阵列，221、非球面透镜，222、第一修正板，231、非球面反光镜，232、第二修正板；

30、聚焦透镜组；

100、PCB板。

具体实施方式

实施例1

见图1所示：紫外激光曝光系统，用于对PCB板100进行曝光。具体的讲，该紫外激光曝光系统包括：固态紫外激光器10、激光打散装置20、聚焦透镜组30。其中：

该固态紫外激光器10向右发射一束紫外激光。本实施例中，该固态紫外激光器10为固体变频激光器。

该紫外激光经过该激光打散装置20后形成半径大于该紫外激光的半径的一束打散激光。更具体的，该激光打散装置20包括扩束镜头211和位于该扩束镜头211右方的微透镜阵列212。该扩束镜头211主要有两个用途：其一是扩展激光束的直径；其二是减小激光束的发散角。一束被扩束的光束的发散角和扩束比成反比例变化，和未经扩束的光束相比，扩束后的光束可被聚焦得更小。该微透镜阵列212将一个完整的激光波前在空间上分成许多微小的部分，每一部分都被相应的小透镜聚焦在焦平面上，一系列微透镜就可以得到由一系列焦点组成的平面。如果激光波前为理想的平面波前，那么在微透镜阵列焦平面上就可以得到一组均匀而且规则的焦点分布。

该打散激光经过该聚焦透镜组30后形成一长条形矩形光斑。该长条形矩形光斑用以扫描该PCB板100。

这样，该固态紫外激光器10发出具有能量较大的紫外光子的紫外光束，该紫外光束通过该扩束镜头211后，光斑尺寸扩大到合理的尺寸，再通过该微透镜阵列212适当的打散激光，最后，通过该聚焦透镜组30将激光聚焦形成一个长条形矩形光斑，即可利用该光斑扫描PCB板实现曝光。

实施例2

结合图2所示，与实施例1的区别有二：其一，该激光打散装置20包括非球面透镜221和位于该非球面透镜221右方的第一修正板222。其二，该固态紫外激光器10为光纤激光器。

这样，该固态紫外激光器10发出具有能量较大的紫外光子的紫外光束，该紫外光束依次通过该非球面透镜221和该第一修正板222后适当的打散激光，最后，通过该聚焦透镜组30将激光聚焦形成一个长条形矩形光斑，即可利用该光斑扫描PCB板实现曝光。

实施例3

结合图3所示，与实施例1的区别有二：其一，该激光打散装置20包括非球面反光镜231和位于该非球面反光镜231下方的第二修正板232。其二，该固态紫外激光器10为半导体激光器。

这样，该固态紫外激光器10发出具有能量较大的紫外光子的紫外光束，该紫外光束经该非球面反光镜231反射后通过该第二修正板232被适当的打散激光，最后，该打散后的激光通过该聚焦透镜组30聚焦形成一个长条形矩形光斑，即可利用该光斑扫描PCB板实现曝光。

综上所述，本发明的紫外激光曝光系统利用固态紫外激光器高亮度的特点，配合光学变换镜头制造高精度印版成像的装置，使曝光光束的入射角度更小、光强更均匀。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.紫外激光曝光系统，用于对PCB板（100）进行曝光，其特征在于：所述紫外激光曝光系统包括：

———固态紫外激光器（10），该固态紫外激光器（10）向右发射一束紫外激光；

———激光打散装置（20），该紫外激光经过该激光打散装置（20）后形成半径大于该紫外激光的半径的一束打散激光；

———聚焦透镜组（30），该打散激光经过该聚焦透镜组（30）后形成一长条形矩形光斑；以及

该长条形矩形光斑用以扫描该PCB板（100）。

2.根据权利要求1所述的紫外激光曝光系统，其特征在于：所述激光打散装置（20）包括扩束镜头（211）和位于该扩束镜头（211）右方的微透镜阵列（212）。

3.根据权利要求1所述的紫外激光曝光系统，其特征在于：所述激光打散装置（20）包括非球面透镜（221）和位于该非球面透镜（221）右方的第一修正板（222）。

4.根据权利要求1所述的紫外激光曝光系统，其特征在于：所述激光打散装置（20）包括非球面反光镜（231）和位于该非球面反光镜（231）下方的第二修正板（232）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的紫外激光曝光系统，其特征在于：所述固态紫外激光器（10）为固体变频激光器、光纤激光器或半导体激光器。