CN115016233A - Dmd模组及激光直接成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种DMD模组及激光直接成像系统，属于激光直接成像及数字微镜领域，DMD模组包括固定底板、调位模块、DMD载板、DMD本体、冷却模块和温度传感器组件；激光直接成像系统包括激光器、准直镜组、前反射镜组、主反射镜组、DMD模组和成像镜组，该DMD模组温度实时监测且工作区域连续可调或多档位区域可调；通过本申请的DMD模组可通过冷却模块控制在其良性工作温度范围内，保证了质量，延长了其使用寿命；DMD模组工作区域可调，充分使用DMD全幅面微镜，也能延长DMD使用寿命；可快速准确切换，调节时不必破坏设备调试状态，节省人力和时间。

Description

DMD模组及激光直接成像系统

技术领域

本发明属于数字微镜领域，具体涉及DMD模组及激光直接成像系统。

背景技术

数字微镜(Digital Micromirror Device，以下简称DMD)，由于具有高分辨率、高对比度、高亮度及快速响应等特点，DMD被广泛应用于PCB线路板激光直接成像技术(以下简称LDI)。

受限于使用环境，DMD老化、易损和质量控制的重要因素之一是环境温度，然而对于其安装条件，现有的如激光直接成像系统中很难对其工作环境的温度进行监测。这导致其寿命和工作质量不佳。

其次，受DMD规格型号及相关控制硬件等的限制，很多基于DMD的LDI设备，为获取较大的产能，只控制DMD局部区域的微镜工作，处于工作状态的这部分微镜长时间使用后，出现光效率下降及微镜铰链变形等问题，无法继续正常工作。但对于DMD其他未使用区域，光效率和微镜铰链都正常，若设备直接更换新的DMD芯片，不仅会破坏设备调试状态，需重新调试恢复，增加设备调试的人力和时间，同时也因未充分使用原DMD全幅面微镜造成浪费。因而现在需要一种方案，在不破坏设备调试状态的条件下可以快速切换DMD的工作区域，充分利用DMD，延长器件使用寿命。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种DMD模组及激光直接成像系统，其能解决上述问题。

具有温度监测的DMD模组，DMD模组包括固定底板、调位模块、DMD载板、DMD本体、冷却模块和温度传感器组件。所述固定底板、调位模块、DMD载板自下而上依次设置，且在中部均开设与DMD本体外周形状相配的镂空口。所述DMD本体的上部外周连接至所述DMD载板底面中部，DMD本体下部的工作面透过固定底板、调位模块的镂空口朝下设置。所述DMD载板通过调位模块相对于固定底板位置可调的设置。所述冷却模块安装在DMD载板上方。所述温度传感器组件包括安装在DMD本体与冷却模块之间的直接监测温度传感器和安装在冷却模块处的间接监测温度传感器。

进一步的，DMD模组还包括导热块，所述导热块设置在DMD载板与冷却模块之间，且导热块的导热性好于DMD载板的导热性。

进一步的，所述冷却模块包括冷却体和冷却凸起；所述冷却凸起从冷却体的底面中部向下延伸形成；在所述冷却凸起的底面开设传感器槽，用于安装直接监测温度传感器；在所述冷却体的上部或侧部开设传感器孔，用于安装间接监测温度传感器。

进一步的，所述调位模块包括滑动安装板、浮动端导定位槽、中位定位块和调位螺钉；两个浮动端导定位槽相对的设置在滑动安装板的两浮动端侧，用于滑动安装板的滑动导向和定位，并通过调位螺钉可拆卸的连接至固定底板上；所述中位定位块规格适配的设置在固定底板上与浮动端导定位槽相邻的一端，用于位置调节后滑动安装板的止挡定位。

本发明还提供了一种激光直接成像系统，系统包括激光器、准直镜组、前反射镜组、主反射镜组、DMD模组和成像镜组。所述激光器通过光纤连接至所述准直镜组，所述前反射镜组设置在所述准直镜组的出射端，所述主反射镜组的侧面连接至所述前反射镜组的出射端，所述DMD模组工作区域可调节的设置在所述主反射镜组上端，所述成像镜组设置在所述主反射镜组下端；所述DMD模组采用前述具有温度监测的DMD模组，且该DMD模组工作区域连续可调或多档位区域可调。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本申请的DMD模组可以实现DMD的温度实时监测，通过冷却模块控制在其良性工作温度范围内，保证了质量，延长了其使用寿命；DMD模组工作区域可调，充分使用DMD全幅面微镜，也能延长DMD使用寿命；可快速准确切换，调节时不必破坏设备调试状态，节省人力和时间。

附图说明

图1和图2为本发明DMD模组不同视角的示意图；

图3和图4为冷却体和冷却凸起的不同视角的示意图；

图5为DMD模组的分解示意图；

图6为激光直接成像系统的示意图。

图中，

1、激光器；

2、准直镜组；

3、前反射镜组；

4、主反射镜组；

5、DMD模组；

51、固定底板；

52、调位模块；521、滑动安装板；522、浮动端导定位槽；523、中位定位块；

53、DMD载板；531、DMD转接框架；532、上载板体；

54、DMD本体；

55、冷却模块；551、冷却体；5511、传感器孔；552、冷却凸起；5521、传感器槽；553、管接头；554、封堵头；

56、导热块；561、走线凹槽；

57、温度传感器组件；571、直接监测温度传感器；572、间接监测温度传感器；

6、成像镜组；

7、PCB板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，本说明书中所使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模组”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

DMD模组

具有温度监测的DMD模组，DMD模组5包括固定底板51、调位模块52、DMD载板53、DMD本体54、冷却模块55和温度传感器组件57。

布置关系：固定底板51、调位模块52、DMD载板53自下而上依次设置，且在中部均开设与DMD本体54外周形状相配的镂空口。其中，DMD本体54的上部外周连接至所述DMD载板53底面中部，DMD本体54下部的工作面透过固定底板51、调位模块52的镂空口朝下设置。所述冷却模块55安装在DMD载板53上方。

进一步的，所述DMD载板53通过调位模块52相对于固定底板51位置可调的设置。

其中，所述温度传感器组件57包括安装在DMD本体54与冷却模块55之间的直接监测温度传感器571和安装在冷却模块55处的间接监测温度传感器572。

进一步的，DMD模组5还包括导热块56，导热块56的中间也开设镂空口。所述导热块56设置在DMD载板53与冷却模块55之间，且导热块56的导热性好于DMD载板53的导热性。

其中，冷却模块55包括冷却体551和冷却凸起552；所述冷却凸起552从冷却体551的底面中部向下延伸形成。在所述冷却凸起552的底面开设传感器槽5521，用于安装直接监测温度传感器571；在所述冷却体551的上部或侧部开设传感器孔5511，用于安装间接监测温度传感器572。

相应的，在导热块56上表面上开设与冷却凸起552的传感器槽5521相对应的走线凹槽561，便于直接监测温度传感器571的走线。

在装配状态，所述冷却凸起552穿过调位模块52、DMD载板53的镂空口，与所述DMD本体54的上表面靠近布置。

冷却模块55采用风冷或液冷模式。

当采用水冷模式，所述冷却模块55包括冷却体551、冷却凸起552、管接头553和封堵头554，所述冷却体551内设冷却流道，所述管接头553和封堵头554连接至所述冷却体551上；冷却体551通过管接头553与外界冷却水连通循环，将DMD载板53吸收的DMD本体54热量与冷却体551内的冷却液热交换，从而实现对下方的DMD本体54散热。

当采用风冷模式(图未示)，所述冷却模块55包括冷却体551和冷却凸起552；冷却体551包括冷却凸起552上方一体成型的散热底板和散热鳍片；还可进一步的包括散热风扇，用于对下方的DMD本体54散热。

具体示例中，直接监测温度传感器571和间接监测温度传感器572的数量可以设为一个，为了保证温度检测的准确性，最好设置多个，考虑到成本和工作空间，优选为均设两个。

其中，所述调位模块52包括滑动安装板521、浮动端导定位槽522、中位定位块523和调位螺钉。两个浮动端导定位槽522相对的设置在滑动安装板521的两浮动端侧，用于滑动安装板521的滑动导向和定位，并通过调位螺钉可拆卸的连接至固定底板51上。所述中位定位块523规格适配的设置在固定底板51上与浮动端导定位槽522相邻的一端，用于位置调节后滑动安装板521的止挡定位。

进一步的，所述浮动端导定位槽522包括导向槽部和定位部；所述导向槽部与滑动安装板521的浮动端外轮廓匹配，用于浮动端的导向；所述定位部用于将滑动安装板521固定至固定底板51。

其中，所述DMD载板53包括DMD转接框架531和上载板体532，所述DMD转接框架531下部连接DMD本体54，DMD转接框架531上部与上载板体532可拆卸的连接。

激光直接成像系统

激光直接成像系统，其DMD工作区域可调，系统包括激光器1、准直镜组2、前反射镜组3、主反射镜组4、DMD模组5和成像镜组6。

连接关系：所述激光器1通过光纤连接至所述准直镜组2，所述前反射镜组3设置在所述准直镜组2的出射端，所述主反射镜组4的侧面连接至所述前反射镜组3的出射端，所述DMD模组5工作区域可调节的设置在所述主反射镜组4上端，所述成像镜组6设置在所述主反射镜组4下端；

其中，所述DMD模组5采用前述具有温度监测的DMD模组，且该DMD模组5工作区域连续可调或多档位区域可调。

系统原理：激光器1出射的紫光波段光束经光纤传导进入准直镜组2内，经过匀光准直形成具有一定大小的出射面光强度均匀分布的准直面光源，作为照明光源再经过前反射镜组3、主反射镜组4照射到可调位的DMD模组5的工作区间内，经过控制系统形成调制图案的波前分布，最后经过成像镜组6投影成像镜头投射在PCB板7等工件上，工件上的光刻胶经紫光照射固化，形成刻蚀图案，实现光刻成像。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然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；而这些修改或者替换，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 (7)

1.具有温度监测的DMD模组，其特征在于：DMD模组(5)包括固定底板(51)、调位模块(52)、DMD载板(53)、DMD本体(54)、冷却模块(55)和温度传感器组件(57)；

所述固定底板(51)、调位模块(52)、DMD载板(53)自下而上依次设置，且在中部均开设与DMD本体(54)外周形状相配的镂空口；

所述DMD本体(54)的上部外周连接至所述DMD载板(53)底面中部，DMD本体(54)下部的工作面透过固定底板(51)、调位模块(52)的镂空口朝下设置；

所述DMD载板(53)通过调位模块(52)相对于固定底板(51)位置可调的设置；

所述冷却模块(55)安装在DMD载板(53)上方；

所述温度传感器组件(57)包括安装在DMD本体(54)与冷却模块(55)之间的直接监测温度传感器(571)和安装在冷却模块(55)处的间接监测温度传感器(572)。

2.根据权利要求1所述的DMD模组，其特征在于：DMD模组(5)还包括导热块(56)，所述导热块(56)设置在DMD载板(53)与冷却模块(55)之间，且导热块(56)的导热性好于DMD载板(53)的导热性。

3.根据权利要求2所述的DMD模组，其特征在于：

所述冷却模块(55)包括冷却体(551)和冷却凸起(552)；所述冷却凸起(552)从冷却体(551)的底面中部向下延伸形成；

在所述冷却凸起(552)的底面开设传感器槽(5521)，用于安装直接监测温度传感器(571)；在所述冷却体(551)的上部或侧部开设传感器孔(5511)，用于安装间接监测温度传感器(572)。

4.根据权利要求2所述的DMD模组，其特征在于：

所述调位模块(52)包括滑动安装板(521)、浮动端导定位槽(522)、中位定位块(523)和调位螺钉；

两个浮动端导定位槽(522)相对的设置在滑动安装板(521)的两浮动端侧，用于滑动安装板(521)的滑动导向和定位，并通过调位螺钉可拆卸的连接至固定底板(51)上；

所述中位定位块(523)规格适配的设置在固定底板(51)上与浮动端导定位槽(522)相邻的一端，用于位置调节后滑动安装板(521)的止挡定位。

5.根据权利要求4所述的DMD模组，其特征在于：

所述浮动端导定位槽(522)包括导向槽部和定位部；所述导向槽部与滑动安装板(521)的浮动端外轮廓匹配，用于浮动端的导向；所述定位部用于将滑动安装板(521)固定至固定底板(51)。

6.根据权利要求2所述的DMD模组，其特征在于：

所述DMD载板(53)包括DMD转接框架(531)和上载板体(532)，所述DMD转接框架(531)下部连接DMD本体(54)，DMD转接框架(531)上部与上载板体(532)可拆卸的连接。

7.一种激光直接成像系统，其特征在于：系统包括激光器(1)、准直镜组(2)、前反射镜组(3)、主反射镜组(4)、DMD模组(5)和成像镜组(6)；

所述激光器(1)通过光纤连接至所述准直镜组(2)，所述前反射镜组(3)设置在所述准直镜组(2)的出射端，所述主反射镜组(4)的侧面连接至所述前反射镜组(3)的出射端，所述DMD模组(5)工作区域可调节的设置在所述主反射镜组(4)上端，所述成像镜组(6)设置在所述主反射镜组(4)下端；

所述DMD模组(5)采用权利要求1-6任一项所述的具有温度监测的DMD模组，且该DMD模组(5)工作区域连续可调或多档位区域可调。

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