本实用新型涉及一种曝光机,尤其涉及一种基于LCOS技术的LED曝光机。
背景技术:
印制电路板(PCB)是连接、组装集成电路电子元件的基板,几乎所有的电子设备都离不开印制电路板。在大型电子产品研究过程中,印制电路板的设计和制作直接影响到整个产品的质量和成本。在PCB及微电子器件的制造设备中,曝光机的研制至关重要。
传统的曝光机采用高压汞灯作为光源,高压汞灯光源的缺点是不节能、使用寿命短。高压汞灯的发射光谱较宽,但是只有一部分波段的光可以用于曝光,其他波段的光会造成周围物体和环境温度的升高。与高压汞灯光源相比,LED具有寿命长、节能、谱线窄等优势,在曝光机中受到广泛关注和应用。
随着电子产业的快速发展,尤其是手机、平板电视、摄像机等家电领域产品以及微型机器人、微型飞行器、微型鱼雷等微型武器产品,都表明高精度高分辨率LED曝光机有着广泛的应用前景和巨大的应用潜力,但到目前为止,现有的LED曝光机还不能满足高分辨率的需求。
同时传统曝光机为掩膜式曝光在曝光特定图形前需制作掩膜板,通过掩膜板将特定的图案透射到工作面上形成具有图案的曝光。而本实用新型所述曝光机并不需要掩膜形成图案,可减少工艺流程及生产成本。而相对于数字微镜器件(Digital Micromirror Device,简称DMD)无掩膜曝光路线,DMD芯片紫外系列芯片目前仅能支持1920 x 1080分辨率,本实用新型所述曝光机目前可实现4096 x 2400分辨率即实现超过现有无掩膜曝光像素数量的5倍,并在未来可进一步快速提高分辨率。
技术实现要素:
本实用新型要解决的问题是:
现有LED曝光机还不能满足高分辨率的需求问题。
而本实用新型采用一种基于LCOS技术的LED曝光机,LCOS即Liquid Crystal on Silicon硅基液晶,是一种反射元件,使入射p型偏振光转变成s型偏振光,通过控制LCOS上每个像素的开关形成所需图形,LCOS反射后的光线作为曝光图案的发生源, LCOS具有大于等于1920 x 1080的分辨率,基于LCOS技术的高分辨率LED曝光机,可以实现高分辨率高精度的无掩膜曝光,此曝光机具有重要的应用价值和经济意义,将大大推动我国电子产品行业的发展、提高我国在电子技术领域的竞争力。
本实用新型提供一种基于LCOS技术的LED曝光机,包括LED光源(1)、第一透镜组(2)、积分棒(3)、第二透镜组(4)、偏振分光元件PBS(5)、LCOS(6)、投影系统(7)和待曝光工件(8)。其中LED光源(1)发出的光通过第一透镜组(2)会聚进入积分棒(3),经积分棒(3)匀光后再通过第二透镜组(4)和偏振分光元件PBS(5)成像到LCOS(6)上,光源发出的光中p型偏振光通过偏振分光元件PBS(5)后入射到高分辨率的LCOS(6)上,LCOS(6)反射的光为s型偏振光,经偏振分光元件PBS(5)反射后进入投影系统(7),通过投影系统(7)投射到待曝光工件(8),使待曝光工件(8)形成曝光,为缩小曝光机整体体积,所述曝光机在光路上任意位置加入一个或多个反射镜或棱镜,对光路进行折叠。
所述LED光源(1)的波长范围为350~470nm。
所述第一透镜组(2)用于对LED光源(1)发出的光进行会聚,由N≥2片透镜组成,透镜可以是球面透镜,也可以是非球面透镜,透镜通光孔径范围为10~120mm。
所述积分棒(3)用于对LED光源(1)发出的光进行匀光,并整形成和LCOS(6)长宽比相匹配的光斑。
所述第二透镜组(4)成像到LCOS(6)上,由N≥2片透镜组成,透镜可以是球面透镜,也可以是非球面透镜,透镜通光孔径范围为10~120mm。
所述偏振分光元件PBS(5)是偏振分光棱镜,偏振分光元件PBS(5)用于分光,对p型偏振光透过,对s型偏振光反射,s型偏振光与p型偏振光成90度角,如图2所示,入射光A经过偏振分光元件PBS(5),形成反射光线As和透射光线Ap,反射光线As为s型偏振光,对成像没有作用不参与系统工作,透射光线Ap为p型偏振光,射向LCOS(6),LCOS(6)使透射光线Ap从p偏振态转变成s偏振态的反射光线Bs,Bs射向偏振分光元件(5),被偏振分光元件(5)反射。
所述偏振分光元件PBS(5)是偏振分光片,偏振分光元件PBS(5)用于分光,对p型偏振光透过,对s型偏振光反射,s型偏振光与p型偏振光成90度角,如图3所示,入射光A经过偏振分光元件PBS(5),形成反射光线As和透射光线Ap,反射光线As为s型偏振光,对成像没有作用不参与系统工作,透射光线Ap为p型偏振光,射向LCOS(6),LCOS(6)使透射光线Ap从p偏振态转变成s偏振态的反射光线Bs,Bs射向偏振分光元件(5),被偏振分光元件(5)反射。
所述LCOS(6)是一种反射元件,使入射p型偏振光转变成s型偏振光,同时通过控制LCOS(6)上每个像素的开关形成所需图形,LCOS(6)反射后的光线作为曝光图案的发生源,所述LCOS(6)具有大于等于1920 x 1080的分辨率。
所述投影系统(7)用于把光投影到待曝光工件(8),投影系统由透镜组组成,可以是放大系统,也可以是缩小系统。
所述待曝光工件(8)的表面是一平面,和光路垂直。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为偏振分光元件PBS是偏振分光棱镜的分光图;
图3为偏振分光元件PBS是偏振分光片的分光图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本实用新型进一步详细说明。
请参阅附图所示,本实用新型提供一种基于LCOS技术的曝光机,包括:
—LED光源(1)的波长范围为350~470nm。
—第一透镜组(2)用于对LED光源(1)发出的光进行会聚,由N≥2片透镜组成,透镜可以是球面透镜,也可以是非球面透镜,透镜通光孔径范围为10~120mm。
—积分棒(3)用于对LED光源(1)发出的光进行匀光,并整形成和LCOS(6)长宽比相匹配的光斑。
—第二透镜组(4)成像到LCOS(6)上,由N≥2片透镜组成,透镜可以是球面透镜,也可以是非球面透镜,透镜通光孔径范围为10~120mm。
—偏振分光元件PBS(5)是偏振分光棱镜,偏振分光元件PBS(5)用于分光,对p型偏振光透过,对s型偏振光反射,s型偏振光与p型偏振光成90度角,如图2所示,入射光A经过偏振分光元件PBS(5),形成反射光线As和透射光线Ap,反射光线As为s型偏振光,对成像没有作用不参与系统工作,透射光线Ap为p型偏振光,射向LCOS(6),LCOS(6)使透射光线Ap从p偏振态转变成s偏振态的反射光线Bs,Bs射向偏振分光元件(5),被偏振分光元件(5)反射。
—偏振分光元件PBS(5)是偏振分光片,偏振分光元件PBS(5)用于分光,对p型偏振光透过,对s型偏振光反射,s型偏振光与p型偏振光成90度角,如图3所示,入射光A经过偏振分光元件PBS(5),形成反射光线As和透射光线Ap,反射光线As为s型偏振光,对成像没有作用不参与系统工作,透射光线Ap为p型偏振光,射向LCOS(6),LCOS(6)使透射光线Ap从p偏振态转变成s偏振态的反射光线Bs,Bs射向偏振分光元件(5),被偏振分光元件(5)反射。
—LCOS(6)是一种反射元件,使入射p型偏振光转变成s型偏振光,同时通过控制LCOS(6)上每个像素的开关形成所需图形,LCOS(6)反射后的光线作为曝光图案的发生源,所述LCOS(6)具有大于等于1920 x 1080的分辨率。
—投影系统(7)用于把光投影到待曝光工件(8),投影系统由透镜组组成,可以是放大系统,也可以是缩小系统。
—待曝光工件(8)的表面是一平面,和光路垂直。
LED光源(1)发出的光通过第一透镜组(2)会聚进入积分棒(3),经积分棒(3)匀光后再通过第二透镜组(4)和偏振分光元件PBS(5)成像到LCOS(6)上,光源发出的光中p型偏振光通过偏振分光元件PBS(5)后入射到高分辨率的LCOS(6)上,LCOS(6)反射的光为s型偏振光,经偏振分光元件PBS(5)反射后进入投影系统(7),通过投影系统(7)投射到待曝光工件(8),使待曝光工件(8)形成曝光,为缩小曝光机整体体积,所述曝光机在光路上任意位置加入一个或多个反射镜或棱镜,对光路进行折叠。基于LCOS技术的高分辨率LED曝光机,可以实现高分辨率高精度的无掩膜曝光,此曝光机具有重要的应用价值和经济意义,将大大推动我国电子产品行业的发展、提高我国在电子技术领域的竞争力。
应理解,在阅读了本实用新型的内容后,本领域技术人员可以对本实用新型做各种改动或修改,这些等价形式同样在本申请所附权利要求书所限定的范围。