一種pcb表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法，其包括如下步驟，1).設(shè)置多組UV光學(xué)模塊，每組UV光學(xué)模塊由UVLED芯片、聚光裝置組成；2).設(shè)置一個(gè)面陣區(qū)域，在該面陣區(qū)域內(nèi)，將所述的多組UV光學(xué)模塊平行或者錯(cuò)位排列成矩形或近似矩形，形成面陣光源；3).設(shè)置一套光源控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)所述面陣光源進(jìn)行亮度控制或故障監(jiān)控；4).接通電源，光源控制系統(tǒng)開始工作，所述的多組UV光學(xué)模塊分別發(fā)射方形光斑，控制各組相鄰的UV光學(xué)模塊之間減少或消除多余的光照重疊區(qū)域和漏光區(qū)域，使光源在整個(gè)照射范圍保持亮度的高均勻性。本發(fā)明還公開了一種PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的設(shè)備。
【專利說(shuō)明】一種PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紫外線固化技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、光源控制技術(shù)的高均勻性光源【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，用于PCB行業(yè)表面油墨固化的傳統(tǒng)汞燈曝光方法面臨挑戰(zhàn)，雖然目前整個(gè)中國(guó)PCB行業(yè)表面油墨曝光幾乎全部采用傳統(tǒng)汞燈進(jìn)行固化，但是由于汞燈本身極為耗電，同時(shí)高溫及釋放二氧化硫等污染問(wèn)題，急需產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
[0003]目前采用UVLED取代傳統(tǒng)汞燈已經(jīng)提上日程，其高效的節(jié)能和50倍于汞燈的使用壽命是其最大的優(yōu)勢(shì)，但是就目前而言，采用UVLED存在技術(shù)上的不成熟，首先就是均勻亮度問(wèn)題，因?yàn)閭鹘y(tǒng)汞燈雖然有諸多缺點(diǎn)，但是汞燈發(fā)光的原理決定其均勻度極高，完全滿足PCB生產(chǎn)的要求。而要采用多顆UVLED組成的面陣光源取代汞燈，均勻性是極大的挑戰(zhàn)，如果不解決光源的均勻度問(wèn)題，UVLED在PCB行業(yè)的曝光機(jī)就不可能得到大面積的推廣。
[0004]雖然中國(guó)國(guó)內(nèi)目前在深圳、溫州、上海等地的部分企業(yè)開始研制針對(duì)PCB行業(yè)的UVLED曝光機(jī)取代傳統(tǒng)的汞燈曝光機(jī)，節(jié)約電能可達(dá)80%左右，但目前都不可能實(shí)現(xiàn)大面積推廣，原因和難點(diǎn)全部體現(xiàn)在光源的均勻度不可能達(dá)到傳統(tǒng)汞燈的效果。這些企業(yè)全部采用UVLED結(jié)合光學(xué)透鏡產(chǎn)生圓形的光斑，如附圖1、附圖2所示，因?yàn)長(zhǎng)ED發(fā)射的是圓形光斑，幾乎所有的光學(xué)透鏡也都是圓形的，因此設(shè)計(jì)出來(lái)的光斑自然也是圓形的，而多個(gè)圓形光源所組合而成的大面積曝光光源由于光斑重疊嚴(yán)重，均勻度遠(yuǎn)低于85%的要求，只能用于最低端的阻焊曝光要求，對(duì)于中高端的線路板曝光，由于光源的亮度均勻性低，可能出現(xiàn)過(guò)曝光或者漏曝光現(xiàn)象，使制造出的PCB線路呈鋸齒狀，存在短路或者斷路隱患，完全不能使用。
[0005]因此，研發(fā)一種采用UVLED的、高均勻度的光源，就變得極為迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供一種PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法，其很好地解決了光源的均勻性問(wèn)題；
[0007]本發(fā)明還提供實(shí)施上述方法制備的PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源，該光源可以直接安裝在生產(chǎn)線上進(jìn)行快速固化，可全面取代汞燈管，達(dá)到高效節(jié)能的技術(shù)效果。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0009]一種PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟:
[0010]I).設(shè)置多組UV光學(xué)模塊，每組UV光學(xué)模塊均由UVLED芯片和聚光裝置組成；
[0011]2).設(shè)置一個(gè)面陣區(qū)域，在該面陣區(qū)域內(nèi)，將所述的多組UV光學(xué)模塊平行或者錯(cuò)位排列成矩形或近似矩形，形成面陣光源；[0012]3).設(shè)置一套光源控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)所述面陣光源進(jìn)行亮度控制或故障監(jiān)控；
[0013]4).接通電源，光源控制系統(tǒng)開始工作，所述的多組UV光學(xué)模塊分別發(fā)射方形光斑，控制各組相鄰的UV光學(xué)模塊之間減少或消除多余的光照重疊區(qū)域和漏光區(qū)域，使光源在整個(gè)照射范圍保持亮度的高均勻性。
[0014]所述的步驟4)具體包括以下步驟:將所述的UV光學(xué)模塊置于設(shè)定的照射距離下，所述聚光裝置將UVLED芯片發(fā)射的光束匯聚為方形光斑，照射在PCB表面；該方形光斑的邊緣輪廓由近似直線或者漸變直線組成，使相鄰各組UV光學(xué)模塊以方形光斑的近似直線邊界或者漸變邊界進(jìn)行排列組合，減小或消除多余的光照重疊區(qū)域和漏光區(qū)域，形成光照連續(xù)、均勻度高的大面積曝光光源。
[0015]所述步驟4)中的方形光斑，其形狀為正方形、長(zhǎng)方形或多邊方形之一，使其照射區(qū)域邊緣輪廓為一個(gè)較為模糊的漸變輪廓，其邊界的組成由部分由近似直線的圓弧組成，形成具有近似直線效果的邊界特征。
[0016]所述的步驟I)中，具體是所述每一聚光裝置均包括一個(gè)或者兩個(gè)以上的聚光塊；采用兩個(gè)以上的聚光塊時(shí)，聚光塊的中心線和UVLED芯片的中心線重合，所述的聚光塊為前后兩底面為弧面、四周面為平面的方形或者多邊形透鏡；
[0017]所述的步驟4)中，所述UVLED芯片發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)聚光裝置以后，使光束匯聚為方形光斑。
[0018]一種實(shí)施上述制備方法的PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源，其包括多組UV光學(xué)模塊，該多組UV光學(xué)模塊呈矩形排列，設(shè)置在一電路板上，組成面陣光源，該UV光學(xué)模塊包括UVLED芯片及聚光裝置，所述UVLED芯片設(shè)置在聚光裝置下方，并且每個(gè)UVLED芯片與每個(gè)聚光裝置一一對(duì)應(yīng)；所述PCB表面油墨曝光的高均勻度專用光源還包括一套光源控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)所述面陣光源進(jìn)行亮度控制和故障監(jiān)控。
[0019]所述PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源還包括電源，該電源連接所述光源控制系統(tǒng)及UVLED芯片。
[0020]所述聚光裝置均包括一個(gè)或者兩個(gè)以上的聚光塊；采用兩個(gè)以上的聚光塊時(shí)，聚光塊的中心線和UVLED芯片的中心線重合，所述的聚光塊為前后兩底面為弧面、四周面為平面的方形或者多邊形透鏡。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明相對(duì)于傳統(tǒng)的圓形光斑的圓弧邊界而言，通過(guò)雙層方形透鏡產(chǎn)生的方形光斑的近似直線邊界或者漸變邊界，可有效減小或消除多余的光照重疊區(qū)域和漏光區(qū)域，從而組合出亮度均勻性極高大面積光照區(qū)域；本光源采用UVLED芯片，其節(jié)能、高效。
[0022]本發(fā)明通過(guò)平行或者錯(cuò)位排列多組UV光學(xué)模塊成矩形或近似矩形，確保相鄰的各組UV光學(xué)模塊之間減少或消除多余的光照重疊區(qū)域和漏光區(qū)域，有效解決了光源在整個(gè)照射范圍的亮度均勻性問(wèn)題，均勻度可達(dá)到95%以上，特別適用于高精度的PCB線路板固化。
[0023]本發(fā)明提供的方法及設(shè)備，運(yùn)行可靠、成本低、穩(wěn)定性高，適合在生產(chǎn)線上直接安裝使用，高效、節(jié)能，自動(dòng)化程度高。
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為傳統(tǒng)的圓形光斑組合重疊示意圖；
[0026]圖2為傳統(tǒng)的圓形光斑組合漏光不意圖。
[0027]圖3為本發(fā)明實(shí)施例整體外形結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明的方形光斑形成的光路原理圖；
[0029]圖5為本發(fā)明的一個(gè)方形光斑實(shí)際效果圖；
[0030]圖6為本發(fā)明的多個(gè)方形光斑實(shí)際效果圖。
[0031]1.電路板 2.UVLED芯片 3.聚光裝置
[0032]31.上聚光塊32.下聚光塊4.方形光斑5.圓形光斑。
【具體實(shí)施方式】
[0033]參見圖3?圖6，本發(fā)明提供的PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法，其包括如下步驟:
[0034]I).設(shè)置多組UV光學(xué)模塊，每組UV光學(xué)模塊均由UVLED芯片2和聚光裝置3組成；每一所述聚光裝置3均包括一個(gè)或者兩個(gè)以上的聚光塊；采用兩個(gè)以上的聚光塊時(shí)，聚光塊的中心線和UVLED芯片2的中心線重合，所述的聚光塊為前后兩底面為弧面、四周面為平面的方形或者多邊形透鏡；采用兩個(gè)聚光塊時(shí)，包括一上聚光塊31及一下聚光塊32，其中下聚光塊32設(shè)置在靠近UVLED芯片2的一側(cè)，上聚光塊31設(shè)置在下聚光塊32的外側(cè)，上聚光塊31與下聚光塊32的中心線和UVLED芯片2的中心線重合；
[0035]2).設(shè)置一個(gè)面陣區(qū)域，在該面陣區(qū)域內(nèi)，將所述的多組UV光學(xué)模塊平行或者錯(cuò)位排列成矩形或近似矩形，形成面陣光源；
[0036]3).設(shè)置一套光源控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)所述面陣光源進(jìn)行亮度控制或故障監(jiān)控；
[0037]4).接通電源，光源控制系統(tǒng)開始工作，所述的多組UV光學(xué)模塊分別發(fā)射方形光斑4，控制各組相鄰的UV光學(xué)模塊之間減少或消除多余的光照重疊區(qū)域和漏光區(qū)域，使光源在整個(gè)照射范圍保持亮度的高均勻性；其中，所述UVLED芯片2發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)下聚光塊32的折射后，再經(jīng)過(guò)上聚光塊31的折射，完成點(diǎn)光源向面光源的轉(zhuǎn)換，使發(fā)出的光束匯聚為方形光斑4。
[0038]所述步驟4)中，具體是將所述的UV光學(xué)模塊置于設(shè)定的照射距離下，所述聚光裝置3將UVLED芯片發(fā)射的光束匯聚為方形光斑4，照射在PCB表面；該方形光斑4的邊緣輪廓由近似直線或者漸變直線組成，使相鄰各組UV光學(xué)模塊以方形光斑4的近似直線邊界或者漸變邊界進(jìn)行排列組合，減小或消除多余的光照重疊區(qū)域和漏光區(qū)域，形成光照連續(xù)、均勻度高的大面積曝光光源。
[0039]所述步驟4)中的方形光斑4，其形狀為正方形、長(zhǎng)方形或多邊方形之一，使其照射區(qū)域邊緣輪廓為一個(gè)較為模糊的漸變輪廓，其邊界的組成由部分由近似直線的圓弧組成，形成具有近似直線效果的邊界特征。
[0040]一種實(shí)施上述制備方法的PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源，其包括多組UV光學(xué)模塊，該多組UV光學(xué)模塊呈矩形排列，設(shè)置在一電路板I上，組成面陣光源，該UV光學(xué)模塊包括UVLED芯片2及聚光裝置3，所述UVLED芯片2設(shè)置在聚光裝置3下方，并且每個(gè)UVLED芯片2與每個(gè)聚光裝置3 —一對(duì)應(yīng)；所述PCB表面油墨曝光的高均勻度專用光源還包括一套光源控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)所述面陣光源進(jìn)行亮度控制和故障監(jiān)控。所述PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源還包括電源，該電源連接所述光源控制系統(tǒng)及UVLED芯片2。[0041 ] 所述聚光裝置3包括上聚光塊31及下聚光塊32，所述UVLED芯片2發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)下聚光塊32的折射后，再經(jīng)過(guò)上聚光塊31的折射，形成有點(diǎn)光源向面光源的轉(zhuǎn)換，且光束匯聚為方形光斑4。
[0042]所述下聚光塊32為前后兩底面為球面、四周的面為平面的透鏡；所述上聚光塊31為后底面為球面、四周的面及前底面為平面的透鏡。
[0043]本實(shí)施例中，參見附圖3，圖中的聚光透鏡也可為其他結(jié)構(gòu)形式和組合形式，可以產(chǎn)生方形光斑4或近似方形的光斑。UVLED芯片2為大功率UVLED芯片。
[0044]附圖6為多組UV光學(xué)模塊發(fā)射的方形光斑4組合排列而成的高亮度均勻性的大面積光源示意圖，以方形光斑4的近似直線邊界邊緣輪廓為重疊區(qū)域組合而成。
[0045]在附圖1中，傳統(tǒng)的圓形光斑5組合后，為了實(shí)現(xiàn)光照覆蓋整個(gè)區(qū)域，圓形光斑5必須交錯(cuò)重疊才能避免漏光，這樣導(dǎo)致重疊區(qū)域的光源亮度明顯高于非重疊區(qū)域，無(wú)法有效保證光源在整個(gè)矩形區(qū)域的亮度均勻性。
[0046]在附圖2中，傳統(tǒng)的圓形光斑5組合后，矩形區(qū)域沒(méi)有出現(xiàn)重疊的圓形光斑5，但明顯存在漏光現(xiàn)象，均勻度低。
[0047]本發(fā)明相對(duì)于傳統(tǒng)的圓形光斑5的圓弧邊界而言，所形成的方形光斑4的近似直線邊界或者漸變邊界，有效減小或消除多余的光照重疊區(qū)域和漏光區(qū)域，從而組合出亮度均勻性極高的光源。本發(fā)明提供的方法及設(shè)備，運(yùn)行可靠、成本低、穩(wěn)定性高，適合在線安裝使用。
[0048]本發(fā)明通過(guò)平行或者錯(cuò)位排列多組UV光學(xué)模塊，確保相鄰的各組UV光學(xué)模塊之間減少或消除多余的光照重疊區(qū)域和漏光區(qū)域，有效解決光源在整個(gè)照射范圍的亮度均勻性問(wèn)題，特別適用于高精度的PCB線路板固化。
[0049]本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，采用與本發(fā)明上述實(shí)施例相同或近似的步驟及結(jié)構(gòu)，而得到的其他用于PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法及設(shè)備，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟: 1).設(shè)置多組UV光學(xué)模塊，每組UV光學(xué)模塊均由UVLED芯片和聚光裝置組成； 2).設(shè)置一個(gè)面陣區(qū)域，在該面陣區(qū)域內(nèi)，將所述的多組UV光學(xué)模塊平行或者錯(cuò)位排列成矩形或近似矩形，形成面陣光源； 3).設(shè)置一套光源控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)所述面陣光源進(jìn)行亮度控制或故障監(jiān)控； 4).接通電源，光源控制系統(tǒng)開始工作，所述的多組UV光學(xué)模塊分別發(fā)射方形光斑，控制各組相鄰的UV光學(xué)模塊之間減少或消除多余的光照重疊區(qū)域和漏光區(qū)域，使光源在整個(gè)照射范圍保持亮度的高均勻性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法，其特征在于，所述的步驟4)具體包括以下步驟: 將所述的UV光學(xué)模塊置于設(shè)定的照射距離下，所述聚光裝置將UVLED芯片發(fā)射的光束匯聚為方形光斑，照射在PCB表面；該方形光斑的邊緣輪廓由近似直線或者漸變直線組成，使相鄰各組UV光學(xué)模塊以方形光斑的近似直線邊界或者漸變邊界進(jìn)行排列組合，減小或消除多余的光照重疊區(qū)域和漏光區(qū)域，形成光照連續(xù)、均勻度高的大面積曝光光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法，其特征在于，其還包括以下步驟: 所述步驟4)中的方形光斑，其形狀為正方形、長(zhǎng)方形或多邊方形之一，使其照射區(qū)域邊緣輪廓為一個(gè)較為模糊的漸變輪廓，其邊界的組成由部分由近似直線的圓弧組成，形成具有近似直線效果的邊界特征。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法，其特征在于，所述的步驟I)中，所述每一聚光裝置均包括一個(gè)或者兩個(gè)以上的聚光塊；采用兩個(gè)以上的聚光塊時(shí)，聚光塊的中心線和UVLED芯片的中心線重合，所述的聚光塊為前后兩底面為弧面、四周面為平面的方形或者多邊形透鏡； 所述的步驟4)中，所述UVLED芯片發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)聚光裝置以后，使光束匯聚為方形光斑。
5.一種實(shí)施權(quán)利要求1?4之一所述制備方法的PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源，其特征在于，其包括多組UV光學(xué)模塊，該多組UV光學(xué)模塊呈矩形排列，設(shè)置在一電路板上，組成面陣光源，該UV光學(xué)模塊包括UVLED芯片及聚光裝置，所述UVLED芯片設(shè)置在聚光裝置下方，并且每個(gè)UVLED芯片與每個(gè)聚光裝置一一對(duì)應(yīng)；所述PCB表面油墨曝光的高均勻度專用光源還包括一套光源控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)所述面陣光源進(jìn)行亮度控制和故障監(jiān)控。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源，其特征在于，其還包括電源，該電源連接所述光源控制系統(tǒng)及UVLED芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源，其特征在于，所述聚光裝置均包括一個(gè)或者兩個(gè)以上的聚光塊；所述聚光塊的中心線和UVLED芯片的中心線重合，所述的聚光塊為前后兩底面為弧面、四周面為平面的方形或者多邊形透鏡。
【文檔編號(hào)】G03F7/20GK103616801SQ201310516897
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】王 華, 陳志特, 袁正義, 杜金玲 申請(qǐng)人:東莞科視自動(dòng)化科技有限公司