專利名稱：一種紫外曝光機(jī)及其曝光量自動(dòng)控制方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動(dòng)控制與光電子應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種控制紫外光曝光的設(shè)備。
背景技術(shù)：
利用紫外光對(duì)一些化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行光照使其固化是一種應(yīng)用十分廣泛的技術(shù)，其中在計(jì)算機(jī)顯示器和電視機(jī)顯像管內(nèi)部金屬陰極柵罩的生產(chǎn)過程中使用廣泛。傳送帶上涂有光刻膠膜的金屬陰極板進(jìn)入紫外光曝光設(shè)備并精確定位后，該設(shè)備中的上下曝光快門板打開，開始對(duì)涂有光刻膠膜的金屬陰極板進(jìn)行紫外光曝光。曝光量的多少取決于光照強(qiáng)弱和曝光時(shí)間的長(zhǎng)短。在規(guī)定的曝光量?jī)?nèi)，經(jīng)顯影和腐蝕后的金屬陰極板可以獲得合格的陰極柵罩。增加或減少曝光量都會(huì)影響產(chǎn)品的合格率。因此，控制曝光量是紫外光曝光設(shè)備的關(guān)鍵。其普通紫外光曝光設(shè)備基本的構(gòu)成如圖1。
普通紫外光曝光設(shè)備包括上部光源冷卻罩1-1、上部紫外光源1-2、上部遮光罩1-3、上部曝光快門板1-4、傳送帶1-5、秒表1-6、涂有光刻膠膜的金屬陰極板1-7、下部遮光罩1-8、下部紫外光源1-9、下部光源冷卻罩1-10、下部曝光快門板1-11。
上部紫外光源和下部紫外光源發(fā)出很強(qiáng)紫外光線，上部光源冷卻罩和下部光源冷卻罩保證各自光源的正常使用。傳送帶將涂有光刻膠膜的金屬陰極板輸送到設(shè)備中并且精確定位后，人工將秒表啟動(dòng)，同時(shí)將上部曝光快門板和下部曝光快門板打開，開始對(duì)涂有光刻膠膜的金屬陰極板的兩面進(jìn)行曝光。當(dāng)秒表計(jì)時(shí)結(jié)束后，將上部曝光快門板和下部曝光快門板同時(shí)關(guān)閉。傳送帶將曝光后的涂有光刻膠膜的金屬陰極板移出設(shè)備。
控制紫外光曝光設(shè)備的曝光量對(duì)金屬陰極柵罩的產(chǎn)品合格率有直接的影響，增加或減少曝光量都會(huì)使產(chǎn)品的合格率下降。利用秒表人工打開和關(guān)閉上下部曝光快門板的方法來控制曝光量，勢(shì)必使曝光量產(chǎn)生很大的偏差。另外上下部紫外光源的光照強(qiáng)度隨著使用時(shí)間的推移，各自的強(qiáng)弱也將發(fā)生變化，若仍延續(xù)原有的時(shí)間來控制曝光，也會(huì)使曝光量產(chǎn)生很大的偏差。目前，一些紫外光曝光設(shè)備采用時(shí)間繼電器和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來代替人工秒表與開關(guān)上下部曝光快門板。但是，對(duì)于上下部紫外光源的光照強(qiáng)度變化的情況下就無能為力了。
本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容針對(duì)以上紫外光曝光設(shè)備的缺陷和不足，本發(fā)明的目的是解決由于紫外光源的光照強(qiáng)度變化，引起曝光量產(chǎn)生很大的偏差的問題，提供一種具有光照強(qiáng)度測(cè)量、曝光量計(jì)算和曝光時(shí)間自動(dòng)控制的紫外曝光機(jī)及其控制方法。
本發(fā)明的方法在紫外曝光機(jī)的遮光罩上安裝了多部紫外光強(qiáng)度探測(cè)器，在曝光快門板上放置標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板；紫外光源在光源冷卻罩的保護(hù)下發(fā)出強(qiáng)紫外光線照射到標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板上，探測(cè)器感知漫反射白板反射的紫外光線的強(qiáng)度變化；光線強(qiáng)度信號(hào)被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后被多路同時(shí)送入自動(dòng)控制器中；在自動(dòng)控制器中，多路電信號(hào)經(jīng)過濾波與放大再由模擬/數(shù)字變換器變換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)被讀入計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行運(yùn)算和相應(yīng)的變換成為對(duì)應(yīng)于光線照度的數(shù)據(jù)；依據(jù)該數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)曝光量計(jì)算出相應(yīng)的曝光時(shí)間，并向電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出開啟曝光快門板的信號(hào)；曝光快門板打開后，紫外光對(duì)涂有光刻膠膜的金屬陰極板進(jìn)行曝光；同時(shí)，計(jì)算機(jī)對(duì)時(shí)間進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束后向電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出關(guān)閉曝光快門板的信號(hào)，曝光快門板開閉，完成一次曝光過程，上述自動(dòng)控制器對(duì)紫外曝光機(jī)的上下兩部分進(jìn)行分別控制。
本發(fā)明的裝置包括上部光源冷卻罩1、上部光源2、上部遮光罩3、上部曝光快門板4、傳送帶5、上部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6、金屬陰極板7、下部遮光罩8、下部光源9、下部光源冷卻罩10、下部曝光快門板11、上探測(cè)器12和上部探測(cè)器13、上部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板14、下探測(cè)器15、下部探測(cè)器16、下部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板17、下部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)18、控制驅(qū)動(dòng)器19、計(jì)算機(jī)20、信號(hào)放大變換器21和電纜22，上部光源2被放置在上部光源冷卻罩1中，上部遮光罩3安裝在光源冷卻罩1的下方，金屬陰極板7放置于傳送帶5之上，傳送帶5在上部曝光快門板4和下部曝光快門板11之間，下部光源9被放置在下部光源冷卻罩10中，下部遮光罩8安裝在光源冷卻罩10的上部，其特征在于還包括上部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6、上探測(cè)器12和上部探測(cè)器13、上部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板14、下探測(cè)器15和下部探測(cè)器16、下部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板17、下部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)18、控制驅(qū)動(dòng)器19、計(jì)算機(jī)20、信號(hào)放大變換器21和電纜22，上探測(cè)器12和上部探測(cè)器13置于上部遮光罩3內(nèi)部的罩板上，上部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板14固定在上部曝光快門板4之上，上部曝光快門板4和上部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板14兩者用框架連接于上部遮光罩3的下面，上部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6位于上部曝光快門板4的上方，下探測(cè)器15和下部探測(cè)器16置于下部遮光罩8內(nèi)部的罩板上，下部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板17固定在下部曝光快門板11之下，兩者用框連接于下部遮光罩8的上面，下部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)18位于下部曝光快門板11的下方，上探測(cè)器12和上部探測(cè)器13與下探測(cè)器15和下部探測(cè)器16通過電纜22連接到信號(hào)放大變換器21的端口上，上部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6和下部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)18通過電纜22連接到控制驅(qū)動(dòng)器19上，控制驅(qū)動(dòng)器19、計(jì)算機(jī)20和信號(hào)放大變換器21以插板方式置于機(jī)箱內(nèi)。
本發(fā)明設(shè)備電源上電后，計(jì)算機(jī)通過控制驅(qū)動(dòng)器的控制端子OUTA和OUTB由電纜向上部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與下部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出低電平信號(hào)，使上部曝光快門板和下部曝光快門板處于關(guān)閉狀態(tài)。安置在上部遮光罩和下部遮光罩內(nèi)的上部?jī)蓚€(gè)紫外光強(qiáng)度探測(cè)器與下部?jī)蓚€(gè)紫外光強(qiáng)度探測(cè)器分別開始感測(cè)上部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板和下部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板所反射上部紫外光源和下部紫外光源的光線強(qiáng)度變化，與此同時(shí)上部光源冷卻罩和下部光源冷卻罩保護(hù)各自光源正常的工作。光線強(qiáng)度信號(hào)被探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后由電纜多路同時(shí)送入信號(hào)放大變換器的輸入端子INA1、INA2、INB1和INB2中，多路電信號(hào)經(jīng)過濾波與放大再由A/D變換器變換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)被讀入計(jì)算機(jī)內(nèi)。計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的數(shù)字進(jìn)行運(yùn)算和相應(yīng)的變換成為對(duì)應(yīng)于光線照度的數(shù)據(jù)，依據(jù)該數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)曝光量計(jì)算出相應(yīng)的曝光時(shí)間。計(jì)算機(jī)通過控制驅(qū)動(dòng)器的控制端子OUTA和OUTB由電纜向上部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與下部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出高電平信號(hào)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使上部曝光快門板和下部曝光快門板打開。紫外光對(duì)涂有光刻膠膜的金屬陰極板進(jìn)行曝光。同時(shí)，計(jì)算機(jī)分別對(duì)上部與下部的曝光時(shí)間進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束后向電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出關(guān)閉曝光快門板的信號(hào)，曝光快門板開閉，完成一次曝光過程。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明設(shè)計(jì)具有光照強(qiáng)度測(cè)量、曝光量計(jì)算和曝光時(shí)間自動(dòng)控制的紫外曝光機(jī)，其曝光量的測(cè)量與控制精確。改進(jìn)了紫外曝光機(jī)的曝光時(shí)間控制方式，使紫外曝光機(jī)的曝光量能夠得到精確的控制。自動(dòng)控制曝光量的紫外曝光機(jī)與普通紫外曝光機(jī)的區(qū)別在于它可以以數(shù)字化的方式調(diào)整曝光量。這不僅能使它與其它數(shù)字化的設(shè)備相連接，而且能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)線上多臺(tái)設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制。特別在紫外光源的光照強(qiáng)度隨著使用時(shí)間的推移強(qiáng)弱發(fā)生變化時(shí)，通過實(shí)時(shí)探測(cè)的結(jié)果來增加或減少曝光時(shí)間以保證足夠的曝光量，由此減少因光照過強(qiáng)或過弱而產(chǎn)生的不良影響，使其在金屬陰極柵罩的生產(chǎn)合格率上有很大的提高。


圖1是背景技術(shù)紫外光曝光設(shè)備構(gòu)成2是本發(fā)明自動(dòng)控制曝光量的紫外曝光機(jī)
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式包括上部光源冷卻罩1、上部光源2、上部遮光罩3、上部曝光快門板4、傳送帶5、上部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6、金屬陰極板7、下部遮光罩8、下部光源9、下部光源冷卻罩10、下部曝光快門板11、上探測(cè)器12和上部探測(cè)器13、上部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板14、下探測(cè)器15、下部探測(cè)器16、下部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板17、下部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)18、控制驅(qū)動(dòng)器19、計(jì)算機(jī)20、信號(hào)放大變換器21和電纜22，上探測(cè)器12和上部探測(cè)器13和下探測(cè)器15和下部探測(cè)器16采用紫外光強(qiáng)度探測(cè)器，其結(jié)構(gòu)是采用紫外光學(xué)鏡頭、濾光片、日本濱松的紫外敏感光電二極管和LM124放大器構(gòu)成，它們與標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板14和標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板17測(cè)量光強(qiáng)。上部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板14和下部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板17采用氧化鎂涂層板；信號(hào)放大變換器21采用威達(dá)通的ICP A-812多路采集與控制卡；控制驅(qū)動(dòng)器19采用威達(dá)通的ICP C-32繼電器板；計(jì)算機(jī)20選用威達(dá)通的486工業(yè)控制計(jì)算機(jī)；上部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6和下部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)18采用電磁閥和杠桿機(jī)構(gòu)；上部光源冷卻罩1、上部遮光罩3、上部曝光快門板4、下部遮光罩8、下部光源冷卻罩10和下部曝光快門板11采用金屬鋼板制成；傳送帶5采用不銹鋼絞鏈；電纜22采用多芯屏蔽電纜線；金屬陰極板7采用涂有光刻膠膜的金屬鋅板；上部光源2和下部光源9采用強(qiáng)紫外光源。
權(quán)利要求
1.一種紫外曝光機(jī)曝光量自動(dòng)控制方法，其特征在于在紫外曝光機(jī)的遮光罩上安裝了多部紫外光強(qiáng)度探測(cè)器，在曝光快門板上放置標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板；紫外光源在光源冷卻罩的保護(hù)下發(fā)出強(qiáng)紫外光線照射到標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板上，探測(cè)器感知漫反射白板反射的紫外光線的強(qiáng)度變化；光線強(qiáng)度信號(hào)被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后被多路同時(shí)送入自動(dòng)控制器中；在自動(dòng)控制器中，多路電信號(hào)經(jīng)過濾波與放大再由模擬/數(shù)字變換器變換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)被讀入計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行運(yùn)算和相應(yīng)的變換成為對(duì)應(yīng)于光線照度的數(shù)據(jù)；依據(jù)該數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)曝光量計(jì)算出相應(yīng)的曝光時(shí)間，并向電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出開啟曝光快門板的信號(hào)；曝光快門板打開后，紫外光對(duì)涂有光刻膠膜的金屬陰極板進(jìn)行曝光；同時(shí)，計(jì)算機(jī)對(duì)時(shí)間進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束后向電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出關(guān)閉曝光快門板的信號(hào)，曝光快門板開閉，完成一次曝光過程，上述自動(dòng)控制器對(duì)紫外曝光機(jī)的上下兩部分進(jìn)行分別控制。
2.一種紫外曝光機(jī)曝光量自動(dòng)控制裝置，包括上部光源冷卻罩1、上部光源2、上部遮光罩3、上部曝光快門板4、傳送帶5、金屬陰極板7、下部遮光罩8、下部光源9、下部光源冷卻罩10、下部曝光快門板11，上部光源2被放置在上部光源冷卻罩1中，上部遮光罩3安裝在光源冷卻罩1的下方，金屬陰極板7放置于傳送帶5之上，傳送帶5在上部曝光快門板4和下部曝光快門板11之間，下部光源9被放置在下部光源冷卻罩10中，下部遮光罩8安裝在光源冷卻罩10的上部，其特征在于還包括上部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6、上探測(cè)器12和上部探測(cè)器13、上部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板14、下探測(cè)器15和下部探測(cè)器16、下部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板17、下部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)18、控制驅(qū)動(dòng)器19、計(jì)算機(jī)20、信號(hào)放大變換器21和電纜22，上探測(cè)器12和上部探測(cè)器13置于上部遮光罩3內(nèi)部的罩板上，上部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板14固定在上部曝光快門板4之上，上部曝光快門板4和上部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板14兩者用框架連接于上部遮光罩3的下面，上部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6位于上部曝光快門板4的上方，下探測(cè)器15和下部探測(cè)器16置于下部遮光罩8內(nèi)部的罩板上，下部標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板17固定在下部曝光快門板11之下，兩者用框連接于下部遮光罩8的上面，下部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)18位于下部曝光快門板11的下方，上探測(cè)器12和上部探測(cè)器13與下探測(cè)器15和下部探測(cè)器16通過電纜22連接到信號(hào)放大變換器21的端口上，上部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6和下部電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)18通過電纜22連接到控制驅(qū)動(dòng)器19上，控制驅(qū)動(dòng)器19、計(jì)算機(jī)20和信號(hào)放大變換器21以插板方式置于機(jī)箱內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紫外光曝光機(jī)曝光量控制裝置為冷卻罩1和10、光源2和9、遮光罩3和8、快門板4和11、傳送帶5、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)6和18、金屬陰極板7、上探測(cè)器12和13、漫反射白板14和17、下探測(cè)器15和16、驅(qū)動(dòng)器19、計(jì)算機(jī)20、信號(hào)放大變換器21和電纜22，方法利用對(duì)曝光時(shí)間和曝光量以數(shù)字化的方式進(jìn)行精確控制，設(shè)計(jì)具有光照強(qiáng)度測(cè)量、曝光量計(jì)算和曝光時(shí)間自動(dòng)控制的紫外曝光機(jī)，能與其它數(shù)字化的設(shè)備相連接，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)線上多臺(tái)設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制。在紫外光源的光照強(qiáng)度隨時(shí)間發(fā)生強(qiáng)弱變化時(shí)，可探測(cè)結(jié)果來增加或減少曝光時(shí)間保證足夠曝光量，減少光照過強(qiáng)或過弱產(chǎn)生影響，使金屬陰極的生產(chǎn)合格率上有很大的提高。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1554986SQ20031011597
公開日2004年12月15日 申請(qǐng)日期2003年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月25日
發(fā)明者郭永飛 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所, 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研