TWI398736B - An exposure device with a modular linear light source - Google Patents

Description

具有模組化線性光源之曝光裝置

本發明是有關於一種曝光裝置，特別是指一種具有模組化線性光源之曝光裝置。

參閱圖1，現有的曝光裝置9包含一載台7、一底座71、一透光玻璃72、一曝光室90、一高壓放電燈管91、一反射罩911、一冷光鏡921、一集光器922、一分光鏡923及一凹形反射鏡931；待曝光的一基材81置放在載台7的底座71上，基材81表面形成有一感光膜，一底片光罩82設置在透光玻璃72及基材81之間。

其曝光原理是將曝光室90內抽成真空，由於底座71具有吸附孔可令基材81貼附在底座71上，且底片光罩83亦貼附於透光玻璃72底部，接著由高壓放電燈管91發出一特定波長的光線，經由反射罩911、冷光鏡921、集光器922及分光鏡923構成的光路後，最後由凹形反射鏡931產生一類平行光束以垂直照射的方式將光線投射至底片光罩82，底片光罩82具有一圖案，透過底片光罩82的遮罩，該圖案可在在對於該特定波長感光的基材81之感光膜上顯影，如此即完成整個曝光過程。

然而，採用高壓放電燈管91作為曝光光源的缺點為：1.發光效率差，易產生多餘熱能，使輸出功率增加。

2.光譜範圍寬廣，實際可用範圍有限。

3.燈管內因真空度、雜質或電極等問題，壽命較短。

4.燈管內具有水銀等有害物質，不符環保需求。

5.需使用高電壓點燈，危險度高，且易有爆裂危險。

6.需採用多組反射鏡構成適用之光路，不但造成光能的損失且佔體積無法小型化。

7.難作光源強度調整，造成能源浪費且不利自動化。

有鑒於半導體光源技術之發展已趨成熟，且具有發光效率佳、低耗能、安全及環保等優點，因此以半導體光源來取代傳統的高壓放電燈管，將有利於製作出小型化且節省耗能的曝光裝置。

因此，本發明之一目的，即在提供一種具有模組化線性光源之曝光裝置。

本發明之另一目的，即在提供一種可提供一線形光的具有模組化線性光源之曝光裝置。

於是，本發明具有模組化線性光源之曝光裝置包括一模組化線性光源，其包含一基座、至少一設置在該基座上之半導體發光元件；及一朝向該半導體發光元件之發光面設置之導光模組，該導光模組用以將該半導體發光元件發出之光線均勻化為一供曝光用途之線形光。

由於本發明具有模組化線性光源之曝光裝置，該光源是採用半導體發光元件，具有低耗能及環保等優點，且模組化光源之設計易於組裝及置換，有利於曝光裝置的量產及檢修。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之二較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，本發明具有模組化線性光源之曝光裝置1的第一較佳實施例中，其曝光方式是先準備待曝光的一表面形成有感光膜的基材41置於一底座111，及一具有一圖案的底片光罩42置於一透光玻璃112及該基材41之間；曝光時，將曝光裝置1的一曝光室10內抽成真空，底座111具有吸附孔可令基材41貼附在底座111上，且底片光罩42亦貼附於透光玻璃112底部，是將光線投射至底片光罩42，透過底片光罩42的遮罩，可在基材41上的感光膜顯影出該圖案。

本較佳實施例中，曝光裝置1包括一載台11、一控制模組12、一驅動單元13及至少一模組化線性光源3。

載台11具有一平面110，供底座111置放前述基材41，且基材41上置放該底片光罩42，該載台11受控制模組12控制可變化X軸、Y軸及不同角度θ，藉此調整基材41之定位位置。此外，透光玻璃112及底片光罩42也可控制調整其X軸、Y軸及角度θ，此為現有技術，不再贅述。

控制模組12電性連接載台11及模組化線性光源3及驅動單元13，驅動單元13具有限流電阻等元件，用以受控制模組12控制產生驅動訊號予模組化線性光源3。

控制模組12係接受使用者操作，讓驅動電路13產生驅動訊號點亮模組化線性光源3，及驅使載台11與模組化線性光源3能平行地相對移動，以及控制前述載台11的X軸、Y軸及角度θ之變化。

需說明的是，其控制方式可以是載台11不動，控制模組化線性光源3相對於載台11平行移動；或是模組化線性光源3不動，由控制載台11相對於模組化線性光源3移動，由於此為該領域具有通常知識能輕易完成且非本發明重點，在此不再詳加介紹。

參閱圖2及圖3，模組化線性光源3包含一基座31、多個設置在基座31上之半導體發光元件32，及一朝向半導體發光元件32之發光面321設置之導光模組33。

本較佳實施例中，基座31係一鋁製的散熱模組，用以將該等半導體發光元件32發出之熱能導出；該半導體發光元件32之數量為多數個，且排列為一線形，半導體發光元件32是一發光二極體(LED)，然而亦可選用紫外線發光二極體、雷射二極體或其他半導體發光元件。

導光模組33係將該等半導體發光元件32發出之光線均勻化為一供曝光用途之線形光301。

第一較佳實施例中，導光模組33係一光成型擴散膜(Light shaping diffuser film)，用以將該等半導體發光元件32發出之光線均勻化為一供曝光用途之線形光301，該光成型擴散膜是混合有特殊成分的化學粒子的樹脂層，因此藉由化學粒子將光線散射後可將其光線成一預定形狀的光線，本較佳實施例即為該線形光301。

再參閱圖2，依據待曝光的基材41的感光膜吸收波長的不同，使用者可對應選用不同波長的半導體發光元件32。例如：半導體發光元件32之波長範圍可選用在350nm至380nm之間、100nm至280nm之間、280nm至315nm之間或315nm至400nm之間；常用的波長有254nm、365nm及436nm，其差異在於，欲曝光越細的線路(與感光膜配合)，所採用波長越短，例如：採用波長436nm→365nm→248nm→193nm→157nm，其線路將呈由粗至細之變化。

其他變化例，亦可組合不同波長的半導體發光元件32並搭配適當的感光膜，以產生不同波長的混合光源，藉此對於不同粗細之線路曝光；另外，當光線強度不均時，可獨立調整各半導體發光元件32之光源強度使基材41之感光膜均勻曝光，又可依曝光時間與速度以手動/自動調整其光源強度以達到基材41之感光膜所需的曝光能量。

參閱圖4、圖5及圖6，本發明的第二較佳實施例，相較於第一較佳實施例，相同處均是採用類似的載台11’、控制模組12’、驅動單元13’及模組化線性光源3’之半導體發光元件32’等元件，且其曝光方式原理已如前述，在此不再重複說明。

然而，不同於第一較佳實施例是採用光成型擴散膜當作導光模組33，本較佳實施例是搭配了由透鏡或反光鏡組成的導光模組33’，且具有多個模組化線性光源3’及導光模組33’，該等模組化線性光源3’彼此平行排列。

參閱圖5及圖6，導光模組33’對應於每一模組化線性光源3’的半導體發光元件32’而設置，每組導光模組33’各具有一聚光鏡331’、一光導管元件332’及一透鏡組333’(其他實施例亦可以是一聚光鏡組)；各聚光鏡331’、光導管元件332’及透鏡組333’可組裝在一外殼(圖未示)內並由外殼封裝使光線在內部形成光路。

其中，聚光鏡331’對應設置於半導體發光元件32’的周圍以將各半導體發光元件32’加以聚光為一聚光光束；光導管元件332’具有複數光纖導管(圖未示)，用以接收該聚光光束且形成一平行光束；透鏡組333’具有多組透鏡棒，用以將該平行光束聚集成一線形光，並投射於底片光罩42’之曝光面。

因此，藉由導光模組33’的聚光鏡331’、光導管元件332’及透鏡組333’等元件組成，亦可將該等半導體發光元件32’發出之光線均勻化為供曝光用途之線形光。

歸納上述，本發明具有模組化線性光源之曝光裝置1、1’，由於其模組化線性光源3、3’皆是採用半導體發光元件31、31’，具有低耗能及環保等優點，且光源採用模組化之設計易於組裝及置換，有利於曝光裝置1、1’的檢修及小型化設計。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1、1’．．．曝光裝置

332’．．．光導管元件

11、11’．．．載台

333’．．．透鏡組

12、12’．．．控制模組

301．．．線性光

13、13’．．．驅動單元

321．．．發光面

3、3’．．．模組化線性光源

41、41’．．．基材

31、31’．．．基座

32、32’．．．半導體發光元件

42、42’．．．底片光罩

33、33’．．．導光模組

331’．．．聚光鏡

圖1是一系統示意圖，說明現有的曝光裝置具有的元件及形成的一光路；圖2是一系統示意圖，說明本發明具有模組化線性光源之曝光裝置的第一較佳實施例；圖3是一部份示意圖，說明第一較佳實施例中，導光模組係將該等半導體發光元件發出之光線均勻化為一供曝光用途之線形光；圖4是一系統示意圖，說明本發明具有模組化線性光源之曝光裝置的第二較佳實施例，其具有多個模組化線性光源；圖5是一系統示意圖，說明圖4的第I-I剖線之一視圖；及圖6是一系統示意圖，說明圖4的第II-II剖線之一視圖。

3．．．模組化線性光源

31．．．基座

32．．．半導體發光元件

33．．．導光模組

301．．．線性光

321．．．發光面

Claims (5)

1. 一種具有模組化線性光源之曝光裝置，其特徵在於：該曝光裝置包括至少一模組化線性光源，用以對一基材進行曝光，且該模組化線性光源由下述元件組成：一基座；多數個排列呈線形的半導體發光元件，設置在該基座上，並對應欲曝光的粗細線路選用不同波長的半導體發光元件，當欲曝光越細的線路，採用波長越短的半導體發光元件；及一光成型擴散膜，朝向該半導體發光元件之發光面設置，並藉由光成型擴散膜的化學粒子將光線散射後，將該等半導體發光元件發出之光線均勻化為直射之預定形狀的光線至該基材。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之具有模組化線性光源之曝光裝置，其中，該等半導體發光元件之波長範圍係在350nm至380nm之間、100nm至280nm之間、280nm至315nm之間或315nm至400nm之間。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之具有模組化線性光源之曝光裝置，其中，各該半導體發光元件係不同波長之組合以產生不同波長的混合光源，藉此對於該基材之不同粗細之線路曝光。
4. 依據申請專利範圍第1項至第3項中的任一項所述之具有模組化線性光源之曝光裝置，其中，各該半導體發光元件之光源強度可獨立調整使該基材之感光膜均勻曝光 。
5. 依據申請專利範圍第1項至第3項中的任一項所述之具有模組化線性光源之曝光裝置，其中，各該半導體發光元件可依曝光時間與.速度以手動/自動調整該基材之感光膜所需的曝光能量。