CN204129435U - 高均匀度的紫外led曝光头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高均匀度的紫外LED曝光头，包括紫外LED光源模组1、第一蝇眼透镜匀化系统2、第一准直场镜系统3、第二蝇眼透镜匀化系统4和第二准直场镜系统5，所述紫外LED光源模组发出的光束依次经过第一蝇眼透镜匀化系统、第一准直场镜系统、第二蝇眼透镜匀化系统、第二准直场镜系统。本实用新型采用多个紫外LED构成的紫外LED光源模组作为光源，并采用蝇眼透镜匀化系统和准直场镜系统解决了紫外LED光源模组发散角大的问题。由于LED具有效率高、寿命长的特点，因而，解决了现有技术中汞灯曝光机存在的能耗高、易损坏、不安全等问题，具有结构简单、成本低的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及曝光机领域，特别涉及一种高均匀度的紫外LED曝光头。
背景技术
曝光机主要应用于PCB线路板制造、半导体生产及高精密细线路曝光。随着触控屏等平面显示电子产品的大力发展，作为实现高精度加工复制的重要装备的紫外平行光曝光机的需求量正在逐年增加。
平行光曝光机是通过平行光将掩膜上的图形和尺寸等转移到掩膜下面的菲林上，然后再通过腐蚀或者刻蚀，将菲林上的图形转移到基片上，完成产品的制作。为实现高的加工精度，平行光曝光机采用了350nm-410nm之间紫外线作为照明光源。同时要求照明光具有较高的平行度(小于±2.5°)，这样使得光线经过电路掩模后不会很快扩散，可以很好的保证加工精度。平行光曝光机已经成为目前微电子电路制造的关键设备。
目前一般使用汞灯曝光机，但汞灯曝光机产生的光谱较复杂，包含的谱线较多，并且还有大量的红外辐射，效率非常低。另一方面，汞灯的寿命都非常短，一般只有800小时，而大功率的汞灯价格都在几万元人民币，导致生产成本很高。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。然而，单个UV-LED灯珠光功率很低，要达到与汞灯相当的功率密度，需要多个灯珠进行同时工作。而目前UV-LED的发散角很大，并且多个灯珠排布的点阵属于面光源，能量很难有效利用。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供了一种高均匀度的紫外LED曝光头，解决了现有技术中汞灯曝光机存在的能耗高、易损坏、不安全等问题，具有结构简单、成本低的特点。
本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，高均匀度的紫外LED曝光头，包括紫外LED光源模组1、第一蝇眼透镜匀化系统2、第一准直场镜系统3、第二蝇眼透镜匀化系统4和第二准直场镜系统5，所述紫外LED光源模组发出的光束依次经过第一蝇眼透镜匀化系统、第一准直场镜系统、第二蝇眼透镜匀化系统、第二准直场镜系统。
进一步，所述紫外LED光源模组包括紫外LED灯珠阵列8和自由曲面LED透镜9，所述自由曲面LED透镜设置在紫外LED灯珠阵列的靠近第一蝇眼透镜匀化系统的一侧。
进一步，所述紫外LED光源模组还包括与紫外LED灯珠阵列连接的控制部7。
10.进一步，所述紫外LED光源模组还包括散热鳍片10和风扇11，所述散热鳍片的底壁紧贴紫外LED灯珠阵列，所述风扇设置于散热鳍片的出风侧。
进一步，所述紫外LED灯珠阵列包括若干个紫外LED灯珠，所述若干个紫外LED灯珠近正六边形方式排列。
进一步，所述第一或/和第二蝇眼透镜匀化系统包括若干个蝇眼透镜，所述若干个蝇眼透镜以正六边形方式排列。
进一步，经过第一准直场镜系统的光线最大出射角小于5度。
进一步，经过第二准直场镜系统的光线最大出射角小于2.5度。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点：
本实用新型采用多个紫外LED构成的紫外LED光源模组作为光源，并采用蝇眼透镜匀化系统和准直场镜系统解决了紫外LED光源模组发散角大的问题。由于LED具有效率高、寿命长的特点，因而，解决了现有技术中汞灯曝光机存在的能耗高、易损坏、不安全等问题，具有结构简单、成本低的特点。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：
图1为紫外LED曝光头的结构示意图；
图2紫外LED灯珠阵列的一个实施例的排布示意图；
图3蝇眼透镜匀化系统的一个实施例的排布示意图；
图4为散热鳍片和风扇的结构图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
紫外LED曝光头包括紫外LED光源模组1、第一蝇眼透镜匀化系统2、第一准直场镜系统3、第二蝇眼透镜匀化系统4、第二准直场镜系统5。紫外LED光源模组1发出的紫光经过第一蝇眼透镜匀化系统2的积分匀化后，经过第一准直场镜系统3的准直处理后平行于光轴射出，然后经过第二蝇眼透镜4继续匀化，匀化后经过第二准直场镜5再一次准直处理后平行光轴射出到目标面6上，形成光束范围较大的均匀分布。
紫外LED光源模组1包括紫外LED灯珠阵列8和自由曲面LED透镜9，其中，自由曲面LED透镜9设置在紫外LED灯珠阵列8的靠近蝇眼透镜匀化系统2的一侧，用于对紫外LED灯珠阵列8发出的紫外线进行配光，以将紫外LED灯珠阵列8发出的光线进行初步的准直，使其收窄到预定的角度。
优选地，紫外LED灯珠阵列8在基板上的排布为图2所示的六边形。
本曝光头采用了自由曲面LED透镜9，使整个平行光曝光机的光路发生了大的改变，并且突破了精确配光与精密制造两个关键技术，获得了世界上首个实用化的UV-LED曝光机系统。
蝇眼透镜匀化系统2包括多个蝇眼透镜，多个蝇眼透镜以正六边形或平方点阵方式排布。蝇眼透镜由光学石英制成，这些蝇眼透镜按每行交错排布的方式，形成如图3所示的六边形点阵。
一种紫外LED曝光头，包括紫外LED光源模组1、第一个蝇眼透镜匀化系统2、第一个准直场镜系统3、第二个蝇眼透镜匀化系统4、第二个准直场镜系统5和目标面6。由于紫外LED光源模组1是由LED阵列组成，其光束的能量呈现阵列的分布，具有明显的不均匀性。其发出的光束经过第一个蝇眼透镜匀化系统2的积分匀化后，消除光束能量分布的阵列化，形成初步的匀化效果，通过第一个准直场镜系统3的准直处理后平行于光轴射出，然后经过第二个蝇眼透镜4，使得光束能量分布进一步匀化，最终通过第二个准直场镜5的准直，形成均匀分布的准直光束，最终照射到目标面6上，形成能量均匀的光斑。
紫外LED光源模组1包括紫外LED灯珠阵列8和自由曲面LED透镜9，其中，自由曲面LED透镜9设置在紫外LED灯珠阵列8的靠近蝇眼透镜匀化系统2的一侧，用于对紫外LED灯珠阵列8发出的紫外线进行准直，以将紫外LED灯珠阵列8发出的光线进行初步的准直，使其收窄到预定的角度。
所述紫外LED灯珠阵列8是由紫外LED灯珠按正六边形方式排布而成的；所述紫外LED灯珠阵列8的中心波长为365nm-405nm。
蝇眼透镜匀化系统2、4包括多个蝇眼透镜，多个蝇眼透镜以正六边形或平方点阵方式排布。蝇眼透镜由光学石英制成，这些蝇眼透镜按每行交错排布的方式，形成如图3所示的六边形点阵。
所述准直场镜系统3、5使经过其的出射光线的最大出射角小于2.5度，并使射出的平行光束均匀度达到93％。
所述紫外LED光源模组1还包括控制部7，所述控制部与紫外LED灯珠阵列8连接，控制紫外LED灯珠发光。
所述紫外LED光源模组1还包括：散热鳍片10和风扇11。所述散热鳍片的底壁紧贴紫外LED灯珠阵列，所述风扇设置于散热鳍片的出风侧，并与散热鳍片固定在一起。
本实用新型采用多个紫外LED构成的紫外LED光源模组作为光源，并采用蝇眼透镜匀化系统和准直场镜系统解决了紫外LED光源模组发散角大的问题。由于LED具有效率高、寿命长的特点，因而，解决了现有技术中汞灯曝光机存在的能耗高、易损坏、不安全等问题，具有结构简单、成本低的特点。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.高均匀度的紫外LED曝光头，其特征在于：包括紫外LED光源模组(1)、第一蝇眼透镜匀化系统(2)、第一准直场镜系统(3)、第二蝇眼透镜匀化系统(4)和第二准直场镜系统(5)，所述紫外LED光源模组发出的光束依次经过第一蝇眼透镜匀化系统、第一准直场镜系统、第二蝇眼透镜匀化系统、第二准直场镜系统。
2.根据权利要求1所述的高均匀度的紫外LED曝光头，其特征在于：所述紫外LED光源模组包括紫外LED灯珠阵列(8)和自由曲面LED透镜(9)，所述自由曲面LED透镜设置在紫外LED灯珠阵列的靠近第一蝇眼透镜匀化系统的一侧。
3.根据权利要求2所述的高均匀度的紫外LED曝光头，其特征在于：所述紫外LED光源模组还包括与紫外LED灯珠阵列连接的控制部(7)。
4.根据权利要求2或3所述的高均匀度的紫外LED曝光头，其特征在于：所述紫外LED光源模组还包括散热鳍片(10)和风扇(11)，所述散热鳍片的底壁紧贴紫外LED灯珠阵列，所述风扇设置于散热鳍片的出风侧。
5.根据权利要求2所述的高均匀度的紫外LED曝光头，其特征在于：所述紫外LED灯珠阵列包括若干个紫外LED灯珠，所述若干个紫外LED灯珠近正六边形方式排列。
6.根据权利要求1所述的高均匀度的紫外LED曝光头，其特征在于：所述第一蝇眼透镜匀化系统包括若干个蝇眼透镜，所述若干个蝇眼透镜以正六边形方式排列。
7.根据权利要求1或5所述的高均匀度的紫外LED曝光头，其特征在于：所述第二蝇眼透镜匀化系统包括若干个蝇眼透镜，所述若干个蝇眼透镜以正六边形方式排列。
8.根据权利要求1所述的高均匀度的紫外LED曝光头，其特征在于：经过第一准直场镜系统的光线最大出射角小于5度。
9.根据权利要求1所述的高均匀度的紫外LED曝光头，其特征在于：经过第二准直场镜系统的光线的最大出射角小于2.5度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420651432.4U CN204129435U (zh) | 2014-11-03 | 2014-11-03 | 高均匀度的紫外led曝光头 |
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| CN201420651432.4U CN204129435U (zh) | 2014-11-03 | 2014-11-03 | 高均匀度的紫外led曝光头 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204129435U true CN204129435U (zh) | 2015-01-28 |
Family
ID=52385778
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| CN201420651432.4U Active CN204129435U (zh) | 2014-11-03 | 2014-11-03 | 高均匀度的紫外led曝光头 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN204129435U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106907583A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-06-30 | 深圳市奇普仕科技有限公司 | 一种新型基于紫外led的3d丝印光源 |
| CN107589636A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-01-16 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 一种紫外曝光机的led曝光装置及其紫外曝光机 |
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2014
- 2014-11-03 CN CN201420651432.4U patent/CN204129435U/zh active Active
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