一种UVLED曝光光源强度稳定装置的制作方法

本实用新型涉及LED领域、紫外光刻和固化领域，具体涉及一种UVLED曝光光源强度稳定装置。

背景技术：

紫外曝光主要用于光刻、油墨固化等领域，曝光光源强度的波动影响产品的质量。曝光光源强度降低，导致曝光不足，光刻胶显影残留或线条变窄；曝光光源强度增强，导致曝光过量，线条变宽。因此稳定可靠的曝光强度是保证曝光产品质量的关键。

目前紫外曝光主要使用高压汞灯作为曝光光源，该光源能耗大，维护成本高，启动时间长，寿命短且存在炸灯的风险。UV LED因其节能、环保、成本低、寿命长等优点，替代传统曝光光源的优势已越来越明显。然而大功率UV LED在工作时结温升高，其发光强度随结温的变化而变化，UV LED在启动过程中光强度无法迅速稳定；在启动后的工作过程中，光源的强度也会随外界温度、LED长期工作导致的光衰而发生变化。因此需设计装置，使其UVLED曝光光源强度稳定可靠。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供了一种UVLED曝光光源强度稳定装置。

本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，一种UVLED曝光光源强度稳定装置，包括反馈调节模块、信号处理及采集模块、探测器模块、UVLED光源模块和供电与控制模块；探测器模块用于探测UVLED光源强度，将光源强度信息转换成电信息；信号处理及采集模块的输入端与探测器模块的输出端连接；信号处理及采集模块的输出端与反馈调节模块的输入端连接，反馈调节模块的输出端和供电与控制模块的输入端连接，供电与控制模块的输出端与UVLED光源模块的输入端连接。

进一步，所述探测器模块包括光电探测器。

进一步，所述光电探测器设置于匀匀光路后，UVLED光源模块的曝光面之前。

进一步，所述探测器模块还包括设置于光电探测器周围的第一水冷装置。

进一步，所述信号处理及采集模块包括依次连接的I/V转换电路、均值滤波电路和A/D采集电路，I/V转换电路与探测器模块连接，A/D采集电路与反馈调节模块连接。

进一步，所述反馈调节模块包括PID调节模块和卡尔曼滤波器，所述PID调节模块的输出端和供电与控制模块连接，所述PID调节模块的输入端与卡尔曼滤波器的输出端连接，卡尔曼滤波器的输入端和信号处理及采集模块连接。

进一步，所述UVLED光源模块包括UVLED灯盘、散热装置和UVLED匀光光路，散热装置对UVLED灯盘进行散热，UVLED匀光光路对UVLED灯盘的出射光进行均光。

进一步，所述散热装置包括铜冷排，所述铜冷排上设置有多条独立的流体通道，相邻两流体通道内的冷却液的流动方向相反。

进一步，所述流体通道内设有的散热柱。

进一步，所述铜冷排的散热面上设置有用于放置温度传感器的凹槽。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点：

高精度的I/V转换及处理电路，采用PID反馈控制，使UVLED曝光光源强度能迅速稳定在一个预先设定的值，并对探测器采集的强度值和设定值进行实时对比，当温度等外界因素导致光强度值发生变化时，反馈系统迅速调节恒流电源，使光源迅速稳定在预定值。具有调节快速、光强稳定等优点。因而解决了UVLED光源强度波动导致的曝光过量或曝光不足等问题。

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 UV LED曝光强度稳定系统框图；

图2为单独多通道液冷铜冷排示意图。

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。

本发明的结构图见附图1，UVLED曝光光源强度稳定装置包括UVLED光源模块，探测器模块、信号处理与采集模块、反馈调节模块和供电与设置模块。

所述UVLED光源模块包括UVLED灯盘、散热装置和UVLED匀光光路，散热装置对UVLED灯盘进行散热，UVLED匀光光路对UVLED灯盘的出射光进行均光。

在本实施例中，所述散热装置包括铜冷排，所述铜冷排上设置有多条独立的流体通道，相邻两流体通道内的冷却液的流动方向相反。所述流体通道内设有的散热柱。所述铜冷排的散热面上设置有用于放置温度传感器的凹槽。

探测器模块包括光电探测器与其周围的水冷装置；光电探测器用于探测UVLED光源强度，将光源强度信息转换成电信息，便于后续处理和采集；光电探测器安装于匀光光路后，曝光面之前，LED阵列每颗灯珠发出的光经匀光光路后形成均匀光斑，并在同一地方重叠，因此探测器采集的是所有灯珠的光强度信号，适应于稳定整个灯盘的整体强度。探测器周围的水冷装置用于确保光电探测器工作在恒定的温度，减少温度对探测器探测精度的影响。

信号处理及采集模块用于对探测器转换的光强信号进行处理和转换，使其适合于快速高精度反馈调节模块的输入。信号处理及采集模块包括依次连接的I/V转换电路、均值滤波电路和A/D采集电路，I/V转换电路与探测器模块连接，A/D采集电路与反馈调节模块连接。

反馈调节模块，包括PID调节模块和卡尔曼滤波器；所述PID调节模块的输出端和供电与控制模块连接，所述PID调节模块的输入端与卡尔曼滤波器的输出端连接，卡尔曼滤波器的输入端和信号处理及采集模块连接。反馈调节模块对信号进行标定，并与设定的光强值进行对比，当标定值与设定的光强值存在差异时，输出信号给供电与控制模块，调节恒流源的电流大小，从而调节UV LED光源的强度。PID控制、卡尔曼滤波等提高调节的速度与准确度。

供电与控制模块用于LED供电，设置、调节、显示UVLED光源的强度。

本实用新型采用高精度的I/V转换及处理电路，采用高精度迅速反馈的反馈调节电路，使UVLED曝光光源强度能迅速稳定在一个预先设定的值，并对探测器采集的强度值和设定值进行实时对比，当温度等外界因素导致光强度值发生变化时，反馈系统迅速调节恒流电源，使光源迅速稳定在预定值。具有调节快速、光强稳定等优点。因而解决了UVLED光源强度波动导致的曝光过量或曝光不足等问题。

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。