TWM491847U - 曝光設備之光源裝置 - Google Patents

Description

曝光設備之光源裝置

本創作係關於一種用於曝光設備中的光源裝置。

於製造電路板的製程中，係需採用光學微影蝕刻的步驟在電路板基板上形成電路圖案(pattern)，該光學微影蝕刻係於將電路板基板上塗佈光阻層，並利用曝光設備曝光，再藉由顯影、蝕刻的過程使電路圖案形成在該電路板基板上。其中，該曝光設備係將光投射至一曝光平面上而形成一曝光區域，塗佈有光阻層並設置有光罩的電路板基板係對位放置於該曝光區域內，藉由光的能量讓光阻感光後發生化學反應，使得被曝光的光阻與被光罩遮避的光阻對顯影液具有不同的溶解度。該曝光區域內係有曝光均勻度的要求，即在該曝光區域的範圍內任一點接收到的能量必須在一特定範圍內，才能使該電路板基板上被曝光部分的光阻之溶解度一致。

習知曝光設備的光源裝置係具有排列成複數列之複數個光源模組，每一光源模組係具有一LED及在該LED前方之一透鏡，每一光源模組之LED發出之光線經過該透鏡折射後係形成一錐狀光束投射至曝光平面上，每一光源模組之LED投射到該曝光平面之光強度會由中心朝邊緣遞減，即在鄰近中心位置所接收到的光強度較強，而遠離中心位置接收到的光強度較弱。因此，為了達成曝光區域內之曝光均勻度之要求，必須依據投射到該曝光平面上之相鄰光束重疊之區域的光強度與投射到該曝光平面上之每一光束中心位置的光強度， 來精密地調整該等光源模組之間的相對位置，以使所有LED共同投射到該曝光平面上所形成之曝光區域內的光強度均勻。如此，導致了習知曝光設備之光源裝置結構複雜，導致裝設、維護及校正困難及成本高昂等缺點。

為解決上述現有技術的缺失，本創作主要目的在於提供一種曝光設備之光源裝置，其係可射出平行光光束，以使該曝光平面上所形成之曝光區域內的光強度均勻。

為達上述目的及其他目的，本創作係提供一種曝光設備之光源裝置，包含一固定夾具及複數個光源模組，該等光源模組係設置在該固定夾具上並排列成複數列，且該等光源模組彼此之間係有間距，每一光源模組係包含一基座、一第一透鏡、一光源單元、一第二透鏡及一第一調整件或一第二調整件，該基座具有一容置槽；該第一透鏡係設置於該基座之容置槽的開口上；該光源單元係設置於該容置槽之底面，該光源單元具有一電路板及設置於該電路板上之一LED；該第二透鏡係設置於該LED上，該第二透鏡之面積係小於該第一透鏡；該第一調整件連接該第一透鏡與該基座，用於調整該第一透鏡與該第二透鏡間的距離，該第二調整件連接該第二透鏡與該基座，用於調整該第一透鏡與該第二透鏡間的距離；其中，該光源單元之LED發出之光線係經由第二透鏡折射後再被該第一透鏡折射而呈平行光射出。

上述之曝光設備之光源裝置，其中進一步包含至少一側板，係組裝至該固定夾具的側面上，該側板上具有複數個風扇安裝孔。

上述之曝光設備之光源裝置，其中每一光源模組與其最鄰近之光學模組的中心距為定值。

上述之曝光設備之光源裝置，其中該固定夾具的底面上具有複數個定位孔，以供藉由螺絲鎖固至少一驅動器。

上述之曝光設備之光源裝置，其中該第一透鏡朝向該第二透鏡的一第一表面係為平面，該第二透鏡朝向該LED的一第二表面係為平面。

上述之曝光設備之光源裝置，其中該第一調整件係為一墊片，該第二調整件係為一墊片。

據此，本創作之曝光設備之光源裝置係藉由設置在該固定夾具上並排列成複數列的該等光源模組之光線呈平行光射出，而使該光源裝置具有平行光光束，進而使曝光平面上之曝光區域接收到均勻分布的光強度。

1‧‧‧光源模組

2‧‧‧固定夾具

3‧‧‧側板

4‧‧‧風扇安裝孔

5‧‧‧驅動器

6‧‧‧定位孔

10‧‧‧基座

11‧‧‧容置槽

20‧‧‧第一透鏡

21‧‧‧第一表面

30‧‧‧光源單元

31‧‧‧電路板

32‧‧‧LED

33‧‧‧溫度感測器

40‧‧‧第二透鏡

41‧‧‧第二表面

50‧‧‧第一調整件

60‧‧‧第二調整件

70‧‧‧散熱件

100‧‧‧光源裝置

第1圖係為本創作實施例之光源裝置的立體示意圖。

第2圖係為本創作實施例之光源裝置的另一立體示意圖。

第3圖係為本創作實施例之光源裝置的側面示意圖。

第4圖係為本創作實施例之光源裝置中光源模組的立體示意圖。

第5圖係為本創作實施例之光源裝置中光源模組的剖面示意圖。

為充分瞭解本創作之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本創作做一詳細說明，說明如後：請參照第1圖至第3圖，其係本創作實施例之曝光設備之光源裝置的示意圖。本創作之曝光設備之光源裝置100包含一固定夾具2以及複數個光源 模組1，該等光源模組1係設置在該固定夾具2上並排列成複數列，且該等光源模組1彼此之間係有間距。

請參照第4圖及第5圖，每一光源模組1係包含一基座10、一第一透鏡20、一光源單元30及一第二透鏡40，該基座10係具有一容置槽11；該第一透鏡20係設置於該基座10之容置槽11的開口上；該光源單元30係設置於該容置槽11之底面，該光源單元30具有一電路板31及設置於該電路板31上之一LED 32；該第二透鏡40係設置於該LED 32上，該第二透鏡40之面積係小於該第一透鏡20；其中，該光源單元30之LED 32發出之光線係經由第二透鏡40折射後再被該第一透鏡20折射而呈平行光射出。

因此，由於本創作實施例之每一光源模組1係可發出平行光，故排列在該固定夾具2上的該等光源模組1所共同形成之平行光光束係概呈柱形(若該等光源模組1在該固定夾具2上排列成矩形時，該平行光光束係呈立方柱形；若該等光源模組1在該固定夾具2上排列成圓形時，該平行光光束係呈圓柱形)，並且使平行光光束射出至曝光目標(例如電路板基板)所在之一曝光平面上(圖未示)，而在該曝光平面上形成所需強度且均勻的照光區域，其中，該曝光平面係與該光源裝置100具有一預定距離。

如上所述，本創作之曝光設備之光源裝置利用LED32作為光源可具有諸多優點。首先，在相同的亮度下，LED32較傳統汞燈消耗較少的電量，LED32約可節省65%的電費；另外，LED32照射時不含紅外線，因此LED32照射時的溫度穩定，不會造成底片熱脹，而傳統汞燈照射時含紅外線，因此傳統汞燈的溫度難控制穩定，容易造成底片熱脹；再者，在相同的使用環境下，LED32可使用30000小時以上，而傳統汞燈僅可使用約1200小時，因此LED32較傳統汞燈的壽命長，且無待機時間耗損；再者，LED32無待機時間，而傳統汞燈至少 需20分鐘以上的待機時間，因此LED32省電、壽命長且可使整體的溫度較低；再者，LED32無任何有毒物質或有毒氣體產生，而傳統汞燈會產生汞汙染及有毒氣體(如鹵元素)產生，且傳統汞燈報廢時需經特殊處理；再者，由於LED32壽命長，因此不需經常更換，而傳統汞燈由於壽命短，因此需經常更換，且更換時需小心，以免縮短傳統汞燈的壽命；再者，LED32照射時溫度穩定不會爆裂，而傳統汞燈照射時溫度難控制穩定，若高溫爆炸時水銀會以霧化狀散開，造成人體危害；再者，每個LED32均可控制電流及檢查溫度是否異常，另可利用維修時間進行檢測LED32能量是否衰減，藉此可調整電流大小以使每個LED32均可提供相同的亮度；再者，本創作之曝光設備之光源裝置可模組化，安裝維修更換容易；再者，本創作之曝光設備之光源裝置可依電路板的大小及形狀調整該等光源模組1的開關，以使該等光源模組1的光源分布可對應電路板的大小及形狀，進而節省電力。

如第4圖所示，本創作實施例之曝光設備之光源模組1中，該第一透鏡20朝向該第二透鏡40的一第一表面21係為平面，即該第一透鏡20係為平凸透鏡，該第一透鏡20之第一表面21係朝向該容置槽11及該第二透鏡40，該第一表面21為平面而可抵靠於該基座10之容置槽11開口邊緣或外加之固定件上，而有利於該第一透鏡20組裝至該基座10，該第二透鏡40朝向該LED 32的一第二表面41係為平面，即該第二透鏡40亦為平凸透鏡，該第二透鏡40之第二表面41係朝向該光源單元30之電路板31及該LED 32，該第二表面41為平面而可靠設於該基座10之容置槽11底面或外加之固定件上，而有利於該第二透鏡40組裝至該基座10。

本實施例中，該LED 32的種類係依該曝光目標採用的光阻劑而定，於本實施例中，該LED 32係以紫外光LED(UV-LED)做為示例，該LED 32發出之光線的波長係為365nm。

如圖所示，該光源單元30係可具有設置於該電路板31上之一溫度感測器33，該溫度感測器33係用於量測該LED 32及該電路板31的溫度；並且，該光源模組1可進一步包含一散熱件70，其係連接該電路板31，用以將該LED 32運作產生之熱能及累積在該電路板31上之熱能傳遞至外界，而可將溫度維持在該LED 32的工作溫度範圍內，以避免該光源單元30因溫度過高而影響該LED 32的發光效能及導致元件損壞。

請配合第1至3圖所示，該光源裝置100進一步包含至少一側板3，係組裝至該固定夾具2的側面上，即該側板3垂直於該固定夾具2上設置有該等光學模組1的面，該側板3上具有複數個風扇安裝孔4，該等風扇安裝孔4係用於裝設風扇，以藉由風扇產生強制對流而使該等光源模組1散熱。此外，該等風扇安裝孔4係設於該側板3上可對應於該等光源模組1之散熱件70的位置，以使該等風扇的氣流可吹向該等光源模組1之散熱件70。此外，由於本創作實施例中相鄰之該等光源模組1並未接觸，即該等光源模組1彼此之間係有間距，其係有利於氣流之流通，而可增加散熱之效能。

本創作實施例中，每一光源模組1與其最鄰近之光學模組1的中心距係可為定值，舉例而言，如第1圖所示，該等光源模組1係為對齊排列，即相鄰二列且彼此兩兩相鄰的四個光源模組1係以中心(形心)連線呈正方形的形式排列；或者，相鄰二列的光源模組1係為交錯排列，即相鄰二列且彼此兩兩相鄰的四個光源模組1係以其中心連線呈非正方形之平行四邊形的形式排列，每一光源模組1周圍最鄰近之光學模組1有六個。然而應了解的是，使用者係可依據曝光 區域的光強度分布或其他需求來微調該等光源模組1組裝在該固定夾具2上的位置，其中，該固定夾具2係可具有預先配置的複數個定位螺絲孔(圖未示)，該等光源模組1之基座10上具有組裝螺絲孔，以藉由複數個螺絲鎖固各該光源模組1之組裝螺絲孔與該固定夾具2之定位螺絲孔，並藉由變換螺絲鎖固至該固定夾具2上不同的定位螺絲孔，進而調整該等光源模組1組裝在該固定夾具2上的位置。

於本實施例中，如第2圖所示，該固定夾具2的底面上具有複數個定位孔6，以供藉由螺絲鎖固至少一驅動器5，該驅動器5係用於控制各該LED 32的電流與電壓以調整各該LED 32的亮度，並可依據該溫度感測器33量測到的溫度來控制該風扇運轉之轉速。

該第一透鏡20之第一表面21與該第二透鏡40之第二表面41間的距離D係依據該第一透鏡20之焦距、該第二透鏡40之焦距、該曝光平面係與該光源模組1間的預定距離以及欲在該曝光平面上形成之所需強度等參數而定。

因此，本實施例中，每一光源模組1還可進一步包含一第一調整件50，其係連接該第一透鏡20與該基座10，用於調整該第一透鏡20與該第二透鏡40間的距離，即藉由設置該第一調整件50可使該第一透鏡20之第一表面21與該第二透鏡40之第二表面41間的距離D改變。於本實施例中，該第一調整件50係以墊片作為示例，藉由增加墊片的數量或是藉由設置不同厚度的墊片來調整該第一透鏡20與該第二透鏡40間的距離。然該第一調整件50係不限於本實施例之墊片，只要可用來調整該第一透鏡20與該第二透鏡40間的距離之結構均可應用於本創作當中，例如，該第一調整件50係可為結合在該第一透鏡20上的套蓋，該套蓋係套設在該基座10外，且該套蓋與該基座10可分別具有相配合之滑塊與滑軌及固定結構，以使該蓋體可相對該基座10移動並固定相對位置，進而達成調整該第一透鏡20與該第二透鏡40間的距離之功效。

此外，本實施例中，每一光源模組1還可進一步包含一第二調整件60，其係連接該第二透鏡40與該基座10之容置槽11底面，用於調整該第一透鏡20與該第二透鏡40間的距離，即藉由設置該第二調整件60可使該第一透鏡20之第一表面21與該第二透鏡40之第二表面41間的距離D改變。於本實施例中，該第二調整件60係以墊片作為示例，藉由增加墊片的數量或是藉由設置不同厚度的墊片來調整該第一透鏡20與該第二透鏡40間的距離。

因此，每一光源模組1係可依據所採用之該第一透鏡20之焦距、該第二透鏡40之焦距及該曝光平面係與該光源模組1間的預定距離等參數，藉由該第一調整件50及該第二調整件60的其中一者或二者來調整該第一透鏡20與該第二透鏡40間的距離，進而獲得欲在該曝光平面上形成之所需光形、強度及均勻度。

據此，本創作實施例之光源裝置100係藉由設置在該固定夾具2上並排列成複數列的該等光源模組1之光線呈平行光射出，而使該光源裝置100具有平行光光束，進而使曝光平面上之曝光區域接收到均勻分布的光強度。

本創作在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本創作，而不應解讀為限制本創作之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本創作之範疇內。因此，本創作之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧光源模組

2‧‧‧固定夾具

3‧‧‧側板

4‧‧‧風扇安裝孔

5‧‧‧驅動器

100‧‧‧光源裝置

Claims (6)

1. 一種曝光設備之光源裝置，包含：一固定夾具；以及複數個光源模組，其係設置在該固定夾具上並排列成複數列，且該等光源模組彼此之間係有間距，每一光源模組係包含：一基座，具有一容置槽；一第一透鏡，設置於該基座之容置槽的開口上；一光源單元，設置於該容置槽之底面，該光源單元具有一電路板及設置於該電路板上之一LED；一第二透鏡，設置於該LED上，該第二透鏡之面積係小於該第一透鏡；以及一第一調整件或一第二調整件，該第一調整件連接該第一透鏡與該基座，用於調整該第一透鏡與該第二透鏡間的距離，該第二調整件連接該第二透鏡與該基座，用於調整該第一透鏡與該第二透鏡間的距離；其中，該光源單元之LED發出之光線係經由第二透鏡折射後再被該第一透鏡折射而呈平行光射出。
2. 如請求項第1項所述之曝光設備之光源裝置，其中進一步包含至少一側板，係組裝至該固定夾具的側面上，該側板上具有複數個風扇安裝孔。
3. 如請求項第1項所述之曝光設備之光源裝置，其中每一光源模組與其最鄰近之光源模組的中心距為定值。
4. 如請求項第1項所述之曝光設備之光源裝置，其中該固定夾具的底面上具有複數個定位孔，以供藉由螺絲鎖固至少一驅動器。
5. 如請求項第1項所述之曝光設備之光源裝置，其中每一光源模組中，該第一透鏡朝向該第二透鏡的一第一表面係為平面，該第二透鏡朝向該LED的一第二表面係為平面。
6. 如請求項第1項至第5項中任一項所述之曝光設備之光源裝置，其中該第一調整件係為一墊片，該第二調整件係為一墊片。