基于图形化光源输出的紫外曝光机的制作方法

本实用新型涉及光刻曝光设备技术领域，尤其涉及一种用于pcb板生产过程中的基于图形化光源输出的紫外曝光机。

背景技术：

光刻技术，一般应用在半导体器件和pcb板制作工艺中，其利用高度光敏感性光刻胶，再用光线(一般是紫外光、深紫外光、极紫外光)透过掩模照射在基板表面，被光线照射到的光刻胶会发生反应。此后用特定溶剂洗去被照射/未被照射的光刻胶，就实现了电路图从掩模到基板的转移。光刻完成后对没有光刻胶保护的硅片部分进行刻蚀，最后洗去剩余光刻胶，就实现了半导体器件或者pcb电路图的构建过程。其中，pcb板的生产工艺过程为：1、涂胶-在覆铜板表面上涂一层光刻胶；2、前烘-通过烘烤促使胶膜内溶剂充分挥发，使胶膜干燥以增加胶膜与覆铜板表面的粘附性和胶膜的耐磨性；3、覆掩模板-把掩模板覆盖在经过涂胶、前烘的覆铜板上，并使掩模板上的图形与覆铜板上需要蚀刻的位置对齐；4、固化-把覆铜板放进紫外固化前；5、曝光-开启紫外光源，对覆铜板进行曝光30s，然后取出覆铜板；6、显影-把经过曝光处理的覆铜板放置于10％的碳酸钠水溶液中显影；然后再经过坚膜-蚀刻-观察-清洗-去膜-清洗等步骤，由此可知，在现有pcb板制作工艺流程中，针对不同的pcb电路图要制作不同的掩模板，如现在主流的几种光刻机(接触式光刻机、投影光刻机以及步进光刻光刻机等)在工作过程中都要用到掩模板，对此，不仅使得工艺流程变得复杂，而且后续的曝光速度慢，不利于降低生产成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为解决上述技术问题不足而提供一种pcb板在光刻工艺流程中无须制作掩模而且可有效提高生产效率的基于图形化光源输出的紫外曝光机。

为了实现上述目的，本实用新型公开了一种基于图形化光源输出的紫外曝光机，其用于pcb板生产过程中的光刻工艺中，其中，所述紫外曝光机包括图形化光线处理系统和控制系统，所述图形化光线处理系统包括紫外光源和dlp投光系统；所述紫外光源为所述dlp投光系统提供输入光源，所述dlp投光系统与所述控制系统电性连接，所述dlp投光系统根据从所述控制系统得到的电路图数据向待处理的pcb板上的光刻胶上投射图形化紫外光线。

与现有技术相比，本实用新型基于图形化光源输出的紫外曝光机，dlp投光系统根据控制系统存储的与所要处理的pcb板对应的电路图数据对紫外光源发出的紫外光进行数字化处理，使之输出与所要蚀刻的电路图相对应的图形化光线，该图形化光线投射到pcb板上，从而快速与pcb板上的光刻胶发生反应，由于投射到pcb上的光刻胶的光线为图形化光线，因此，无须在光刻胶上覆设掩模，也能得到与具有掩模相同的光刻效果；由此可知，由于通过紫外光源和dlp投光系统组成的图形化光线处理系统的设置，省却了pcb板生产过程中的掩模的设计制作过程，精简了工艺流程，降低了工艺成本，另外，相比传统的单速光线移动光刻的工艺，图形化光线的设置，还大幅提高了光刻效率，曝光速度快。

较佳地，所述基于图形化光源输出的紫外曝光机还包括一xy振镜，所述xy振镜的驱动机构与所述控制系统电性连接，所述dlp投光系统输出的图像化光线经过所述xy振镜投射到所述pcb板上的不同位置。

较佳地，所述基于图形化光源输出的紫外曝光机还包括一紫外激光源，所述紫外激光源的驱动器与所述控制系统电性连接，所述紫外激光源可通过所述xy振镜将紫外激光投射到所述pcb板上，以对经过所述dlp投光系统处理的所述pcb板做精细化曝光处理。

较佳地，所述基于图形化光源输出的紫外曝光机还包括一与所述控制系统电性连接的位移系统，所述位移系统用于驱动所述图形化光线处理系统与所述pcb板之间的相对位置发生位移量变化，以使得所述dlp投光系统在所述pcb板上的不同位置投射代表电路图不同部分的图形化光线。

较佳地，所述基于图形化光源输出的紫外曝光机还包括对所述pcb板进行精细化光刻修整的激光处理系统，所述激光处理系统包括一紫外激光源和一xy振镜，所述xy振镜用于将所述紫外激光源发出的紫外激光投射到所述pcb板的各个位置，且，所述xy振镜与所述dlp投光系统的光线输出口之间还设置一导光板，所述导光板用于择一地将所述xy振镜和所述dlp系统输出的光线中的其中一者投射到所述pcb板上。

较佳地，所述导光板的一端与一驱动电机传动连接，所述导光板包括导光面和背光面，所述导光面位于所述xy振镜所在的一侧，当所述驱动电机带动所述导光板转动至所述导光面可将所述xy振镜投射出的光线反射到所述pcb板上时，所述背光面阻挡所述dlp投光系统输出的光线投射到所述pcb板上。

较佳地，所述基于图形化光源输出的紫外曝光机还包括一透镜，所述透镜用于将所述dlp投光系统投射出的光线图形放大处理。

较佳地，所述xy振镜输出的光线通过一场镜投射到所述pcb板上。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中紫外曝光机的原理结构示意图。

图2为本实用新型实施例二中紫外曝光机的原理结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、结构特征、实现原理及所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

实施例一，如图1所示，本实用新型公开的基于图形化光源输出的紫外曝光机用于pcb板100生产过程中的光刻工艺中，其包括图形化光线处理系统和控制系统2，图形化光线处理系统包括紫外光源10和dlp投光系统11。紫外光源10为dlp投光系统11提供输入光源，dlp投光系统11与控制系统2电性连接，dlp投光系统11根据从控制系统2得到的电路图数据向待处理的pcb板100上的光刻胶上投射图形化紫外光线，当该图形化紫外光线被投射到pcb板100上时，pcb板100上相应位置处的光刻胶同时发生反应，从而在pcb板100上得到与使用掩模相同的光刻效果，对于具有不同电路图的pcb板100，只需将所对应的电路图数据导入控制系统2，无须另行设计掩模。另外，由于dlp投光系统11中的dmd微晶镜片110输出的图像面积比较小，因此，对于电路比较大的pcb板100来说，dlp投光系统11不能一次性曝光完成对pcb板100的光刻处理，对此，可使用一xy振镜3来解决该问题，xy振镜3的驱动机构与控制系统2电性连接，dlp投光系统11输出的图形化光线经过xy振镜3投射到pcb板100上的不同位置。控制系统2将整个电路图数据分解成若干小的图元块，然后将若干图元块次第传输给dlp投光系统11中的信号处理器111，信号处理器111将所接收到的每一图元块处理成图形化光线通过dmd微晶镜片110次第投射到xy振镜3上，然后通过控制系统2对xy振镜3的驱动机构的控制，xy振镜3将所接受到的图形化光线分别投射到pcb板100上的不同位置。本实施例中，通过上述xy振镜3的设置，可对任意大小的电路图进行图形化光线处理，而且可有效提高投射到光刻胶上的光线的分辨率，从而提高光刻精度。

基于上述实施例的紫外曝光机，为进一步提高光刻精度，还可设置一紫外激光源4，紫外激光源4的驱动器与控制系统2电性连接，紫外激光源4可通过xy振镜3将紫外激光投射到pcb板100上，以对经过dlp投光系统11处理的pcb板100做精细化曝光处理。当图形化光线处理系统工作完毕后，将紫外光源10关闭，启动紫外激光源4，通过紫外激光源4发出的单束光对pcb板100上的光刻胶的边沿部位进行精细化修整，虽然紫外激光源4为单束光光源，与光刻胶的反应速度慢，但其仅执行修整工作，因此不会占用过多时间。

实施例二，如图2，本实用新型公开的基于图形化光源输出的紫外曝光机包括与上述实施例相同的图形化光线处理系统和控制系统2，所不同的是，为应对dmd微晶镜片110输出图像小的问题，本实施例中，还设置一与控制系统2电性连接的位移系统5，位移系统5用于驱动图形化光线处理系统与pcb板100之间的相对位置发生位移量变化，以使得dlp投光系统11在pcb板100上的不同位置投射代表电路图不同部分的图形化光线，即通过dlp投光系统11与pcb板100的相对位置的变化，dlp投光系统11将代表电路图的不同部分的图元块的图形光线投射到pcb板100上的不同位置的光刻胶上。关于位移系统5，可使用多自由度的机械臂，将图形化光线处理系统安装在机械臂的自由端，也可将pcb板100安装在机械臂的自由端，另外，也可使用其他常用的动力移动装置，如丝杆驱动装置、气缸驱动装置等。

本实施例中，在图形化光线处理系统的基础上也可设置对pcb板100进行精细化光刻修整的激光处理系统，该激光处理系统包括一紫外激光源4'和一xy振镜3'，xy振镜3'用于将紫外激光源4'发出的紫外激光投射到pcb板100的各个位置，且，xy振镜3'与dlp投光系统的光线输出口之间还设置一导光板6，导光板6用于择一地将xy振镜3'和dlp投光系统11输出的光线中的其中一者投射到pcb板100上。具体地，导光板6的一端与一驱动电机传动连接，导光板6包括导光面和背光面，导光面位于xy振镜3'所在的一侧，当驱动电机带动导光板6转动至导光面可将xy振镜3'投射出的光线反射到pcb板100上时，背光面阻挡dlp投光系统11输出的光线投射到pcb板100上。在本实施例中，当使用图形化光线处理系统进行光刻处理作业时，导光板6转动至与xy振镜3'的输出光线相垂直的位置(此时，导光板6处于位置a)，使得导光面正对xy振镜3'的输出光线，进而使得xy振镜3'的输出光线不能被反射到pcb板100上，同时，导光板6的背光面脱离对dlp投光系统11输出光线的阻挡。当图形化光线处理系统作业结束后，导光板6向dlp投光系统11一侧转动45°(此时，导光板6处于位置b)，使得xy振镜3'的输出光线在导光面上的入射角为45°，那么根据光线的反射定律，xy振镜3'的输出光线被正好反射到位于下方的pcb板100上，而此时，导光板6的导光面阻挡dlp投光系统11输出的光线进入pcb板100，从而通过紫外激光完成对pcb板100上的图形化曝光形成的光刻效果进行精细化修整。在本实施例中，为提高图形化光线处理系统的曝光效率，dlp投光系统11的光线输出端还可设置一透镜7，该透镜7用于将dlp投光系统11投射出的光线图形放大处理，这样做虽然会在一定程度上损失dlp投光系统11投投射在pcb上的图形光线的分辨率，但是可有效提高光刻效率，然后再使用激光处理系统进行精细化修整即可。

另外，如图1和图2，在上述实施例一和实施例二中，均可设置一场镜8，上述两个实施例中的xy振镜3'输出的光线通过场镜8投射到pcb板100上，以在光刻胶上形成均匀大小的聚焦光斑。

综上，通过上述两实施例公开了一种用于pcb生产过程中进行光刻处理的紫外曝光机，该紫外曝光机具有图形化光线处理系统和激光处理系统，通过图形化光线处理系统生成代表电路图的图形化光线，通过该图形化光线对光刻胶进行曝光处理，无须涉及掩模，精简工艺流程，降低生产成本，图形化曝光作业结束后，还可通过激光处理系统对经过图形化光线曝光的光刻胶进行激光束精细化修整处理，从而有效保证了pcb板100光刻工艺的效果。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。