CN110806682A - 阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光工艺及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光工艺及系统，该工艺包括：步骤1，将主光源与组合光源各自输出的不同波长的光谱进行合光处理，主光源输出的光谱的波长为355nm和405nm，组合光源的光谱波长根据阻焊油墨的特性在340nm至420nm范围内确定，通过波长为355nm的光谱对阻焊油墨表层固化，通过波长为405nm的光谱对阻焊油墨内部深层固化，通过组合光源输出的光对阻焊油墨内中层固化；步骤2，将组合光投射到数字微反射镜上，经由数字微反射镜进行图形调制，并将数字信号转化成光信号，再通过宽光谱成像系统在曝光板上进行成像。本发明能够解决现有技术中由于单波长的激光直接曝光设备应用到阻焊制程中而导致的阻焊板表面光泽度不够和完全采用多个紫外LED多波长混合成像质量不佳的问题。
Description
技术领域
本发明实施涉及对线路阻焊层进行数字化曝光(或光刻)技术领域，具体涉及一种阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光工艺及系统。
背景技术
电路板的光刻过程按照工艺制程可以分为：线路或字符层曝光、阻焊层曝光。其中，阻焊层即印刷电路板的表面的一层防焊层，用以防止线路板的表面出现氧化。阻焊层的制备传统曝光工艺都是通过光源照在菲林表面曝光完成，光源一般是高压汞灯或者阵列LED，其中光源的波长一般在350nm到410nm的范围内。当前行业使用的阻焊材料也普遍在这个波长范围感光效果较好，进而在曝光时进行很好的聚合固化，形成具有高光泽度的保护漆。
随着PCB行业的不断发展，不需要菲林模板的曝光方式正在广泛地被使用，以取代传统的模板曝光方式，这种方式为利用激光而进行的数字光刻。在线路制程上，涌现有大量的单波长激光数字光刻技术及相关产品，在阻焊制程上，有LED数字光刻曝光技术及设备。
现有的线路制程曝光使用的数字光刻设备，利用激光进行直接绘图，都使用405nm单波长半导体激光作为光源。而阻焊层制程上使用的感光材料，普遍需要使用350nm到410nm范围内的混合波长光源，如：传统曝光过程使用的高压汞灯(波长范围为320nm到410nm)，多波长混合的LED阵列等。而单波长的激光直接曝光设备应用到阻焊制程中，会导致所制成的阻焊板表面失去光泽度，达不到目前行业对阻焊的使用要求。除了采用405nm单波长半导体激光作为光源的方法，也有采用紫外多波长LED光源实现数字化曝光，但多个LED光合束，光学成像系统相对采用激光作为光源来说，结构复杂，光能的利用率低，成像面的聚深短，成像质量差。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光工艺及系统来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。
为实现上述目的，本发明提供一种阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光工艺，该工艺包括：
步骤1，将主光源与组合光源各自输出的不同波长的光谱进行合光处理，获得混合波长的组合光；其中，所述主光源输出的光谱的波长为355nm和405nm，所述组合光源的光谱波长是根据阻焊油墨的特性在340nm至420nm范围内确定，通过所述波长为355nm的光谱对所述阻焊油墨的表层进行固化，通过所述波长为405nm的光谱对所述阻焊油墨的内部深层进行固化，通过所述组合光源输出的光对所述阻焊油墨的内部中层进行固化；所述合光处理具体包括：
步骤11，将所述主光源与所述组合光源输出的光进行耦合处理；
步骤12，将步骤11耦合后得到的光进行匀光，得到近似平行的输出光；
步骤13，将步骤12的输出光进行整形，使其光斑的面积不小于数字微反射镜的工作范围；
步骤14，将步骤13的输出光通过分光镜改变方向后输出；
步骤2，通过反射镜，将步骤14获得的所述组合光投射到所述数字微反射镜上，经由所述数字微反射镜进行图形调制，并将数字信号转化成光信号，再通过宽光谱成像系统在曝光板上进行成像；其中，成像过程中，从所述阻焊油墨表层开始、沿所述阻焊油墨的厚度方向直至深层均位于所述波长为355nm的光谱的焦深范围内；
步骤3，根据所述曝光板反馈的位置信息，通过同步控制器触发数字微反射镜驱动板，驱动所述数字微反射镜输出图像，所述数字微反射镜将其微动镜片的反转脉冲信号通过所述数字微反射镜驱动板输送给光源控制板。
进一步地，所述波长为355nm的光谱由355nm固体激光器输出，所述波长为405nm的光谱由405nm半导体光源或405nm LED光源输出，所述组合光源包括365nm LED光源、375nm半导体LD光源、375nm LED光源、385nm LED光源、395nm LED光源中的一种或多种的组合。
进一步地，步骤1中的所述阻焊油墨为太阳PSR 2000-CE823型油墨时，所述组合光源为385nm波长LED光源。
进一步地，步骤1中的所述阻焊油墨为容大H-8100型油墨时，所述组合光源为365nm波长LED光源。
本发明还提供一种阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光系统，该系统包括：
主光源，其输出的光谱的波长为355nm和405nm；通过所述波长为355nm的光谱对所述阻焊油墨的表层进行固化，通过所述波长为405nm的光谱对所述阻焊油墨的内部深层进行固化；
组合光源，其输出的光谱的波长是根据阻焊油墨的特性在340nm至420nm范围内确定；通过所述组合光源输出的光对所述阻焊油墨的内部中层进行固化；
合光组件，其用于将主光源与组合光源各自输出的不同波长的光谱进行合光处理，获得混合波长的组合光；其中，所述合光组件包括：
耦合件，其用于将所述主光源与所述组合光源输出的光进行耦合处理；
匀光件，其用于将所述耦合件输出的光进行匀光，得到近似平行的输出光；和
聚焦整形镜组，其用于将所述匀光件的输出光进行整形，使其光斑的面积不小于数字微反射镜的工作范围；
反射镜，其用于将所述合光组件中的所述分光镜输出的所述组合光投射到数字微反射镜上，经由所述数字微反射镜进行图形调制，并将数字信号转化成光信号，再通过宽光谱成像系统在曝光板上进行成像；成像过程中，从所述阻焊油墨表层开始、沿所述阻焊油墨的厚度方向直至深层均位于所述波长为355nm的光谱的焦深范围内；
同步控制器，其用于根据所述曝光板反馈的位置信息，通过触发数字微反射镜驱动板，驱动所述数字微反射镜输出图像，所述数字微反射镜将其微动镜片的反转脉冲信号通过所述数字微反射镜驱动板输送给光源控制板。
进一步地，所述波长为355nm的光谱由355nm固体激光器输出，所述波长为405nm的光谱由405nm半导体光源或405nm LED光源输出，所述组合光源包括365nm LED光源、375nm半导体LD光源、375nm LED光源、385nm LED光源、395nm LED光源中的一种或多种的组合。
进一步地，所述阻焊油墨为太阳PSR 2000-CE823型油墨的情形下，所述组合光源为385nm波长LED光源；所述阻焊油墨为容大H-8100型油墨时，所述组合光源为365nm波长LED光源。
进一步地，所述合光组件的数量为至少两组，一所述合光组件的输入端耦合到所述355nm固体激光器的输出端，一所述合光组件的输入端耦合到所述405nm半导体光源或405nm LED光源的输出端，一所述合光组件的输入端耦合到所述组合光源的输出端，每一所述合光组件还包括分光镜，所述分光镜用于将各所述合光组件中的聚焦整形镜组输出的光合并成一束光，并投射到所述反射镜上。
进一步地，所述合光组件的数量为一组，所述355nm固体激光器的输出端、所述405nm半导体光源或405nm LED光源和所述组合光源的输出端同时耦合到该合光组件的输入端，所述合光组件还包括分光镜，所述分光镜用于将所述合光组件中的聚焦整形镜组输出的光投射到给所述反射镜上。
进一步地，所述合光组件中的耦合件和匀光件由光纤替代，一所述光纤的输入端耦合到所述355nm固体激光器的输出端，一所述光纤的输入端耦合到所述405nm半导体光源或405nm LED光源的输出端，一所述光纤的输入端耦合到所述组合光源的输出端，各所述光纤输出的光投射到同一所述聚焦整形镜组后输出。
本发明能够解决现有技术中由于单波长的激光直接曝光设备应用到阻焊制程中而导致的阻焊板表面光泽度不够的问题和完全采用多个紫外LED多波长混合成像质量不佳的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光系统的结构示意图；
图2为图1所示的多光谱工作机理示意图；
图3为图1所示的355nm光谱的焦深范围示意图；
图4为图1中的合光组件第一实施例的结构示意图；
图5为图1中的合光组件第二实施例的结构示意图；
图6为图1中的合光组件第三实施例的结构示意图。
具体实施方式
在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本实施例所提供的阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光工艺包括：
步骤1，将主光源与组合光源各自输出的不同波长的光谱进行合光处理，获得混合波长的组合光。其中，所述主光源输出的光谱的波长为355nm和405nm，所述组合光源的光谱波长是根据阻焊油墨的特性在340nm至420nm范围内确定。
通过对不同波长的UV光进行合光，UV光的实现方式可以是355nm固体激光器、LD激光器、LED等多种形式；能使两个或两个以上的紫外光作为曝光设备的光源；使用两个或以上的紫外光作为设备的光源，能够保证系统数值孔径小，成像质量高；固体激光单色性高、曝光性能好；系统景深长，有利于保证产品的良率；固体激光比LED能量密度高；这些优势使得系统成像质量既可以达到线路制程的要求，使设备不仅满足阻焊制程，同时具备线路生产的能力。
如图2所示，阻焊板包括铜板以及附着在铜板上并具有一定厚度的阻焊油墨层A，图2的箭头B示意的是阻焊油墨层A的厚度方向。
所述波长为355nm光谱的波长较短，其仅能够作用于阻焊油墨层的裸露于外部空间的表层，此时阻焊油墨中相应的光敏材料吸收所述波长为355nm的光谱的能量之后，其附着在铜板上的凝固强度更高，即通过所述波长为355nm的光谱对所述阻焊油墨的表层进行固化，这样在后续的显影工序中不易从铜板上脱落，从而有利于提升阻焊板表面光泽度。
所述波长为405nm的光谱的波长较长，其能够穿透阻焊油墨层的表面、作用于阻焊油墨的内部深层，此时阻焊油墨中相应的光敏材料吸收所述波长为405nm的光谱的能量之后，其附着在铜板上的凝固强度更高，即通过波长为405nm的光谱对所述阻焊油墨的内部深层进行固化，这样在后续的显影工序中不易从铜板上脱落，从而有利于提升阻焊板表面光泽度。
所述组合光源输出的光的波长在340nm至420nm范围内，其能够穿透阻焊油墨层的表面、作用于阻焊油墨的内部中层和深层，此时阻焊油墨中相应的光敏材料吸收所述组合光源输出的光谱的能量之后，其附着在铜板上的凝固强度更高，即通过所述组合光源输出的光对所述阻焊油墨的内部中层进行固化，这样在后续的显影工序中不易从铜板上脱落，从而有利于提升阻焊板表面光泽度。
在一个实施例中，所述波长为355nm的光谱由355nm固体激光器输出，所述波长为405nm的光谱由405nm半导体光源或405nm LED光源输出，所述组合光源包括365nm LED光源、375nm半导体LD光源、375nm LED光源、385nm LED光源、395nm LED光源中的一种或多种的组合。
所述合光处理具体包括：
步骤11，将所述主光源与所述组合光源输出的光进行耦合处理，将不同的光束集中成一束光，该束光含有不同波长的光谱。
步骤12，将步骤11耦合后得到的光进行匀光，得到近似平行的输出光，并且光束横截面上的每一点的光强大小基本相等。
步骤13，将步骤12的输出光进行整形，使其光斑达到预设标准，该预设标准的形状要求：长方形，与数字微反射镜102相适配；面积大小要求：不小于数字微反射镜的工作范围。
步骤14，将步骤13的输出光通过分光镜改变方向后输出。
步骤2，通过反射镜，将步骤14获得的所述组合光投射到数字微反射镜上，经由所述数字微反射镜进行图形调制，并将数字信号转化成光信号，再通过宽光谱成像系统在曝光板上进行成像。其中，成像过程中，从所述阻焊油墨表层开始、沿所述阻焊油墨的厚度方向B直至深层均位于所述波长为355nm的光谱的焦深范围内。如图3所示，所述波长为355nm的光谱的焦深(DOF)范围较长，这对于所述阻焊油墨表层凹凸不平的特性而言，在所述阻焊油墨层的位置发生改变时仍处于所述波长为355nm的光谱的焦深范围内，从而解析效果更佳，进而适用于制作精密的阻焊线路。
步骤3，根据所述曝光板反馈的位置信息，通过同步控制器触发数字微反射镜驱动板，以驱动所述数字微反射镜输出图像，所述数字微反射镜将其微动镜片的反转脉冲信号通过所述数字微反射镜驱动板输送给光源控制板，以通过光源控制板控制所述主光源与所述组合光源。
在一个实施例中，步骤1中的所述阻焊油墨为太阳PSR 2000-CE823型油墨时，所述组合光源为385nm波长LED光源。
单独使用355nm固体激光器和405nm半导体光源(LD)，根据曝光尺能量显示，在700mJ能量条件下，曝光尺能量格数量只有9格；继续加大曝光能量到900mJ,曝光尺能量格提高十分有限，只有9格半，同时阻焊油墨反应出曝光过量现象。针对该款型号阻焊油墨，355nm固体激光器和405nm半导体光源已完全反应完成，再加大该两种波长光源已无法提高曝光效果，增加其它波长可以改善此问题，本实施例增加385nm波长LED光源，同样曝光尺能量格做到9格的条件下，曝光能量只需要450mJ,曝光效果相同，效率提升。
在一个实施例中，步骤1中的所述阻焊油墨为容大H-8100型(咖啡色)油墨时，所述组合光源为365nm波长LED光源。
单独使用355nm固体激光器或405nm半导体光源(LD)，测试该款油墨曝光能量值在2000mJ时；曝光尺能量格显示有13格，继续加大曝光能量到2500mJ,曝光尺能量格14格，阻焊油墨表面出现暗淡，光泽度值53Gu光泽不理想。针对该款型号阻焊油墨为咖啡色，阻碍光线穿透力，同时对光的反应不敏感，本实施例设计在原有光路基础上增加365nm波长LED光源，起到补充曝光能量和增加阻焊油墨表面光泽的特点，在1800mJ能量条件下，曝光尺能量格做到13格，同时光泽度值由53Gu,增加到75Gu，因此提高了曝光效率，增加阻焊油墨表面光泽度。
如图1、图4、图5和图6所示，本发明还提供一种阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光系统，该系统包括355nm固体激光器、数字微反射镜102、反射镜103、宽光谱成像系统104和同步控制器和曝光板105，其中：
355nm固体激光器输出的光谱的波长为355nm，通过所述波长为355nm的光谱对所述阻焊油墨的表层进行固化。
如图2所示，阻焊板包括铜板以及附着在铜板上并具有一定厚度的阻焊油墨层A，图2的箭头B示意的是阻焊油墨层A的厚度方向。
所述波长为355nm光谱的波长较短，其仅能够作用于阻焊油墨层的裸露于外部空间的表层，此时阻焊油墨中相应的光敏材料吸收所述波长为355nm的光谱的能量之后，其附着在铜板上的凝固强度更高，即通过所述波长为355nm的光谱对所述阻焊油墨的表层进行固化，这样在后续的显影工序中不易从铜板上脱落，从而有利于提升阻焊板表面光泽度。
反射镜103用于将所述355nm固体激光器输出的波长为355nm的光投射到数字微反射镜102上，经由所述数字微反射镜102进行图形调制，并将数字信号转化成光信号，再通过宽光谱成像系统104在曝光板上进行成像。成像过程中，从所述阻焊油墨表层开始、沿所述阻焊油墨的厚度方向直至深层均位于波长为355nm的光谱的焦深范围内。其中，成像过程中，从所述阻焊油墨表层开始、沿所述阻焊油墨的厚度方向B直至深层均位于波长为355nm的光谱的焦深范围内。如图3所示，波长为355nm的光谱的焦深(DOF)范围较长，这对于所述阻焊油墨表层凹凸不平的特性而言，在所述阻焊油墨层的位置发生改变时仍处于波长为355nm的光谱的焦深范围内，从而解析效果更佳，进而适用于制作精密的阻焊线路。
曝光板(光栅尺扫描曝光板)105的轴位置并以脉冲形式同时反馈至运动控制平台和同步控制板上，在本实施例中，运动控制平台包括用于处理光栅反馈信号的处理器，同步控制板将脉冲信号传输给数字微反射镜驱动板，从而触发数字微反射镜驱动板控制数字微反射镜102出图，数字微反射镜102将微动镜片的反转脉冲信号反馈给数字微反射镜驱动板，数字微反射镜驱动板再将脉冲信号给到光源控制板。
在一个实施例中，所述的阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光系统还包括组合光源和合光组件101，其中，合光组件101用于将所述波长为355nm的光与所述组合光源输出的光进行合光处理，获得混合波长的组合光。所述组合光源包括输出波长为405nm的光的第一光源和/或输出波长为375nm的光的第二光源。本实施例中，所述第一光源为405nm半导体光源或405nm LED光源，所述第二光源为375nm半导体光源或375nm LED光源。
所述波长为405nm的光谱的波长较长，其能够穿透阻焊油墨层的表面、作用于阻焊油墨的内部深层，此时阻焊油墨中相应的光敏材料吸收所述波长为405nm的光谱的能量之后，其附着在铜板上的凝固强度更高，即通过波长为405nm的光谱对所述阻焊油墨的内部深层进行固化，这样在后续的显影工序中不易从铜板上脱落，从而有利于提升阻焊板表面光泽度。
所述波长为375nm的光谱能够穿透阻焊油墨层的表面、作用于阻焊油墨的内部中层，此时阻焊油墨中相应的光敏材料吸收所述辅助光源输出的光谱的能量之后，其附着在铜板上的凝固强度更高，即所述波长为375nm的光谱能够对所述阻焊油墨的内部中层进行固化，这样在后续的显影工序中不易从铜板上脱落，从而有利于提升阻焊板表面光泽度。
在一个实施例中，所述组合光源包括所述第一光源的情形下，所述组合光源还包括输出波长为365nm的光的第三光源、输出波长为385nm的光的第四光源和输出波长为395nm的光的第五光源中的一种或多种。本实施例中，第三光源采用365nmLED光源，第四光源采用375nmLED光源，第五光源采用395nmLED光源。
所述波长为365nm的光谱能够穿透阻焊油墨层的表面、作用于阻焊油墨的内部中层，此时阻焊油墨中相应的光敏材料吸收所述辅助光源输出的光谱的能量之后，其附着在铜板上的凝固强度更高，即所述波长为365nm的光谱能够对所述阻焊油墨的内部中层进行固化，这样在后续的显影工序中不易从铜板上脱落，从而有利于提升阻焊板表面光泽度。
所述波长为385nm的光谱能够穿透阻焊油墨层的表面、作用于阻焊油墨的内部中层，此时阻焊油墨中相应的光敏材料吸收所述辅助光源输出的光谱的能量之后，其附着在铜板上的凝固强度更高，即所述波长为385nm的光谱能够对所述阻焊油墨的内部中层进行固化，这样在后续的显影工序中不易从铜板上脱落，从而有利于提升阻焊板表面光泽度。
所述波长为395nm的光谱能够穿透阻焊油墨层的表面、作用于阻焊油墨的内部中层，此时阻焊油墨中相应的光敏材料吸收所述辅助光源输出的光谱的能量之后，其附着在铜板上的凝固强度更高，即所述波长为395nm的光谱能够对所述阻焊油墨的内部中层进行固化，这样在后续的显影工序中不易从铜板上脱落，从而有利于提升阻焊板表面光泽度。
当然，所述组合光源还可以包括输出波长在340nm至420nm范围内的其他光源，具体选择何种波长的光源进行组合，主要根据阻焊油墨的本身的特性确定。通过对不同波长的UV光进行合光，UV光的实现方式可以是355nm固体激光器、LD激光器、LED等多种形式；能使两个或两个以上的紫外光作为曝光设备的光源；使用两个或以上的紫外光作为设备的光源，能够保证系统数值孔径小，成像质量高；固体激光单色性高、曝光性能好；系统景深长，有利于保证产品的良率；固体激光比LED能量密度高；这些优势使得系统成像质量既可以达到线路制程的要求，使设备不仅满足阻焊制程，同时具备线路生产的能力。
在一个实施例中，所述阻焊油墨为太阳PSR 2000-CE823型油墨的情形下，所述组合光源为所述第一光源和所述第四光源。
单独使用355nm固体激光器和405nm半导体光源(LD)，根据曝光尺能量显示，在700mJ能量条件下，曝光尺能量格数量只有9格；继续加大曝光能量到900mJ,曝光尺能量格提高十分有限，只有9格半，同时阻焊油墨反应出曝光过量现象。针对该款型号阻焊油墨，355nm固体激光器和405nm半导体光源已完全反应完成，再加大该两种波长光源已无法提高曝光效果，增加其它波长可以改善此问题，本实施例增加385nm波长LED光源，同样曝光尺能量格做到9格的条件下，曝光能量只需要450mJ,曝光效果相同，效率提升。
在一个实施例中，所述阻焊油墨为容大H-8100型(咖啡色)油墨时，所述组合光源为所述第一光源和所述第三光源。
单独使用355nm固体激光器或405nm半导体光源(LD)，测试该款油墨曝光能量值在2000mJ时；曝光尺能量格显示有13格，继续加大曝光能量到2500mJ,曝光尺能量格14格，阻焊油墨表面出现暗淡，光泽度值53Gu光泽不理想。针对该款型号阻焊油墨为咖啡色，阻碍光线穿透力，同时对光的反应不敏感，本实施例设计在原有光路基础上增加365nm波长LED光源，起到补充曝光能量和增加阻焊油墨表面光泽的特点，在1800mJ能量条件下，曝光尺能量格做到13格，同时光泽度值由53Gu,增加到75Gu，因此提高了曝光效率，增加阻焊油墨表面光泽度。
在一个实施例中，所述合光组件101包括耦合件、匀光件和聚焦整形镜组，其中：
耦合件用于将所述主光源与所述辅助光源输出的光进行耦合处理，将不同的光束集中成一束光，该束光含有不同波长的光谱。
匀光件用于将所述耦合件输出的光进行匀光，得到近似平行的输出光，并且光束横截面上的每一点的光强大小基本相等。
聚焦整形镜组用于将所述匀光件的输出光进行整形，使其光斑达到预设标准，该预设标准的形状要求：长方形，与数字微反射镜相适配；面积大小要求：不小于数字微反射镜的工作范围。
作为合光组件的101的第一种实现方式，所述合光组件的数量与所述355nm固体激光器和所述组合光源的光源总数相适配。所述355nm固体激光器的输出端耦合一所述合光组件的输入端，所述组合光源中的一种或多种光源的输出端各自耦合一所述合光组件的输入端，每一所述合光组件还包括分光镜，所述分光镜用于将各所述合光组件中的聚焦整形镜组输出的光合并成一束光，并投射到所述反射镜上。
如图4所示，光源分别为波长不同的若干个光源，在本实施例中优选为两个光源，分别为355nm固体激光器1和405nm LD/LED光源2。合光组件101包括对355nm固体激光器1进行处理并与405nm LD/LED光源2合光的第一合光装置，第一合光装置由光源路径依次包括用于对355nm固体激光器1进行耦合处理的第一耦合件201、用于将耦合后的355nm固体激光器1进行匀光处理的第一匀光件202、用于将匀光后的355nm固体激光器1整形成需要光斑的第一聚焦整形镜组203、用于将整形后的355nm固体激光器1进行反射合光的第一分光镜204，355nm固体激光器1经过第一耦合件201完成光耦合后经过第一匀光件202，由第一匀光件202进行匀光处理后进入第一聚焦组件得到355nm固体激光器1的近似平行光，最后照射到第一分光镜204上。
合光组件101还包括对405nm LD/LED光源2进行处理并与355nm固体激光器1进行合光的第二合光装置，第二合光装置由光源路径依次包括用于对405nm LD/LED光源2进行耦合处理的第二耦合件206、用于将耦合后的405nm LD/LED光源2进行匀光处理的第二匀光件207、用于将匀光后的405nm LD/LED光源2整形成需要光斑的第二聚焦整形镜组208、用于将整形后的405nm LD/LED光源2进行反射合光的第二分光镜205，405nm LD/LED光源2经过第二耦合件206完成光耦合后经过第二匀光件207，由第二匀光件207进行匀光处理后进入第二聚焦组件得到405nm LD/LED光源2的近似平行光，最后照射到第二分光镜205上，第一分光镜204和第二分光镜205朝向同一侧照射，两个分光镜的出射光与入射光垂直，两个经过处理后的光源重合，形成不同波长的光完成合光的过程。上述的第一匀光件202和第二匀光件207可选用光棒、鹰眼透镜组等装置，第一匀光件202和第二匀光件207可以设置为两个相同的匀光系统，也可设置为不同的系统进行分别匀光，第一聚焦整形镜组203和第二聚焦整形镜组208可以设置为相同的聚焦整形镜组，也可设置为不同的聚焦整形镜组，得到最后的合光效果相同。在本实施例中，第一合光装置与第二合光装置平行设置，第一分光镜204照射方向朝向第二分光镜205照射的方向，如355nm固体激光器1的入射方向与第二分光镜205的分光后的光源方向相同，则无需设置第一分光镜204。
作为合光组件的101的第一种实现方式，所述合光组件的数量为一组，所述355nm固体激光器的输出端、所述组合光源中的各光源的输出端同时耦合到该合光组件的输入端，所述合光组件还包括分光镜，所述分光镜用于将所述合光组件中的聚焦整形镜组输出的光投射到给所述反射镜上。
如图5所示，与第一实施例的不同之处在于，在本实施例中，合光组件101由光源路径依次包括分光滤光片300、第三耦合件301、第三匀光件302、第三聚焦整形镜组303、第三分光镜304，355nm固体激光器1和405nm LD/LED光源2经过分光滤光片300进行合光，形成的多波长的混合光源，在经过第三耦合件301进行耦合后进入第三匀光件302，经第三匀光件302出来的混合光由第三聚焦整形镜组303后形成完整的照明光斑，照射到第三分光镜304上，改变光传播路线的第三分光镜304在光路过程可根据需要进行取舍，根据分光滤光片300的分光作用不同，355nm固体激光器1与405nm LD/LED光源2也可以设立不同波长的光源。
作为合光组件的101的第三种实现方式，所述合光组件中的耦合件和匀光件由光纤替代，所述光纤的数量与所述355nm固体激光器和所述组合光源的光源总数相适配。所述355nm固体激光器的输出端耦合一所述光纤的输入端，所述组合光源中的一种或多种光源的输出端各自耦合一所述光纤的输入端，各所述光纤输出的光投射到同一所述聚焦整形镜组后输出。
如图6所示，与第一实施例和第二实施例的不同之处在于，在本实施例中，合光组件101包括第一光纤、第二光纤和第四聚焦整形镜组402，355nm固体激光器1入射至第一光纤内，405nm LD/LED光源2入射至第二光纤内，355nm固体激光器1和405nm LD/LED光源2分别经过光纤耦合合光，完成匀光和整形过程，在光纤出光口401直接处理形成需要的形状，再经过第四聚焦整形镜组402形成理想的照明光斑即可。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光工艺，其特征在于，包括：
步骤1，将主光源与组合光源各自输出的不同波长的光谱进行合光处理，获得混合波长的组合光；其中，所述主光源输出的光谱的波长为355nm和405nm，所述组合光源的光谱波长是根据阻焊油墨的特性在340nm至420nm范围内确定，通过所述波长为355nm的光谱对所述阻焊油墨的表层进行固化，通过所述波长为405nm的光谱对所述阻焊油墨的内部深层进行固化，通过所述组合光源输出的光对所述阻焊油墨的内部中层进行固化；所述合光处理具体包括：
步骤11，将所述主光源与所述组合光源输出的光进行耦合处理；
步骤12，将步骤11耦合后得到的光进行匀光，得到近似平行的输出光；
步骤13，将步骤12的输出光进行整形，使其光斑的面积不小于数字微反射镜的工作范围；
步骤14，将步骤13的输出光通过分光镜改变方向后输出；
步骤2，通过反射镜，将步骤14获得的所述组合光投射到所述数字微反射镜上，经由所述数字微反射镜进行图形调制，并将数字信号转化成光信号，再通过宽光谱成像系统在曝光板上进行成像；其中，成像过程中，从所述阻焊油墨表层开始、沿所述阻焊油墨的厚度方向直至深层均位于所述波长为355nm的光谱的焦深范围内；
步骤3，根据所述曝光板反馈的位置信息，通过同步控制器触发数字微反射镜驱动板，驱动所述数字微反射镜输出图像，所述数字微反射镜将其微动镜片的反转脉冲信号通过所述数字微反射镜驱动板输送给光源控制板。
2.如权利要求1所述的阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光工艺，其特征在于，所述波长为355nm的光谱由355nm固体激光器输出，所述波长为405nm的光谱由405nm半导体光源或405nm LED光源输出，所述组合光源包括365nm LED光源、375nm半导体LD光源、375nm LED光源、385nm LED光源、395nm LED光源中的一种或多种的组合。
3.如权利要求1或2所述的阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光工艺，其特征在于，步骤1中的所述阻焊油墨为太阳PSR 2000-CE823型油墨时，所述组合光源为385nm波长LED光源。
4.如权利要求1或2所述的阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光工艺，其特征在于，步骤1中的所述阻焊油墨为容大H-8100型油墨时，所述组合光源为365nm波长LED光源。
5.一种阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光系统，其特征在于，包括：
主光源，其输出的光谱的波长为355nm和405nm；通过所述波长为355nm的光谱对所述阻焊油墨的表层进行固化，通过所述波长为405nm的光谱对所述阻焊油墨的内部深层进行固化；
组合光源，其输出的光谱的波长是根据阻焊油墨的特性在340nm至420nm范围内确定；通过所述组合光源输出的光对所述阻焊油墨的内部中层进行固化；
合光组件，其用于将主光源与组合光源各自输出的不同波长的光谱进行合光处理，获得混合波长的组合光；其中，所述合光组件包括：
耦合件，其用于将所述主光源与所述组合光源输出的光进行耦合处理；
匀光件，其用于将所述耦合件输出的光进行匀光，得到近似平行的输出光；和
聚焦整形镜组，其用于将所述匀光件的输出光进行整形，使其光斑的面积不小于数字微反射镜的工作范围；
反射镜，其用于将所述合光组件中的所述分光镜输出的所述组合光投射到数字微反射镜上，经由所述数字微反射镜进行图形调制，并将数字信号转化成光信号，再通过宽光谱成像系统在曝光板上进行成像；成像过程中，从所述阻焊油墨表层开始、沿所述阻焊油墨的厚度方向直至深层均位于所述波长为355nm的光谱的焦深范围内；
同步控制器，其用于根据所述曝光板反馈的位置信息，通过触发数字微反射镜驱动板，驱动所述数字微反射镜输出图像，所述数字微反射镜将其微动镜片的反转脉冲信号通过所述数字微反射镜驱动板输送给光源控制板。
6.如权利要求5所述的阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光工艺，其特征在于，所述波长为355nm的光谱由355nm固体激光器输出，所述波长为405nm的光谱由405nm半导体光源或405nm LED光源输出，所述组合光源包括365nm LED光源、375nm半导体LD光源、375nm LED光源、385nm LED光源、395nm LED光源中的一种或多种的组合。
7.如权利要求5所述的阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光系统，其特征在于，所述阻焊油墨为太阳PSR 2000-CE823型油墨的情形下，所述组合光源为385nm波长LED光源；所述阻焊油墨为容大H-8100型油墨时，所述组合光源为365nm波长LED光源。
8.如权利要求6至7中任一项所述的阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光系统，其特征在于，所述合光组件的数量为至少两组，一所述合光组件的输入端耦合到所述355nm固体激光器的输出端，一所述合光组件的输入端耦合到所述405nm半导体光源或405nm LED光源的输出端，一所述合光组件的输入端耦合到所述组合光源的输出端，每一所述合光组件还包括分光镜，所述分光镜用于将各所述合光组件中的聚焦整形镜组输出的光合并成一束光，并投射到所述反射镜上。
9.如权利要求6至7中任一项所述的阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光系统，其特征在于，所述合光组件的数量为一组，所述355nm固体激光器的输出端、所述405nm半导体光源或405nm LED光源和所述组合光源的输出端同时耦合到该合光组件的输入端，所述合光组件还包括分光镜，所述分光镜用于将所述合光组件中的聚焦整形镜组输出的光投射到给所述反射镜上。
10.如权利要求6至7中任一项所述的阻焊线路一体曝光的多光谱数字化曝光系统，其特征在于，所述合光组件中的耦合件和匀光件由光纤替代，一所述光纤的输入端耦合到所述355nm固体激光器的输出端，一所述光纤的输入端耦合到所述405nm半导体光源或405nmLED光源的输出端，一所述光纤的输入端耦合到所述组合光源的输出端，各所述光纤输出的光投射到同一所述聚焦整形镜组后输出。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |