一种LED平行光源的光机结构的制作方法

本技术涉及一种led平行光源的光机结构，属于泛半导体的光机械。

背景技术：

1、在泛半导体光刻领域，平行光光源系统作为光刻机的核心组件发挥重要作用。传统方式使用汞灯作为光源，其发射光谱中存在200nm以下的深紫外光，会造光污染，其次汞灯的使用寿命比较短，约800小时，废旧的汞灯还会带来水银的二次污染。uvled曝光系统，具有光源寿命长、高效节能等特点，在曝光机行业中，市场占比份额逐年呈上升趋势，具有非常广阔的应用前景。然而现有led曝光系统的曝光质量有待提高，如申请号为的201520966414.x专利公开了一种led光源曝光机，包括机架，所述机架前端设置有用于加工pcb板的加工区，所述机架后端设置有用于pcb板曝光的曝光区，所述加工区与所述曝光区之间设置有用于输送pcb板的运输装置，所述曝光区的上方设置有led灯，led灯可拆卸地安装于机架上，所述led灯下方设置有散光层。此装置虽然可实现led光源曝光，但光线的均匀性和准直性等较差，且不便调节。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种led平行光源的光机结构，可作为光刻机中的曝光光源，替代汞灯光源，增加光源的使用寿命，提高光源效率及单波长曝光等；同时提高了光线的均匀性和准直性，便于调节控制，结构简单紧凑，使用方便，安全性高，环境友好。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

3、一种led平行光源的光机结构，包括整体框架组件、排气组件、基准板一、基准板二、四维平台模组、led灯头、导光棒、准直透镜组、反射镜和投影透镜；整体框架组件为中空的立方体结构；排气组件安装在整体框架组件顶部、并与整体框架组件内部相通；基准板一安装在整体框架组件内底部，基准板二安装在整体框架组件内一侧、且位于基准板一上；四维平台模组、导光棒和准直透镜组均安装在基准板二上，led灯头安装在四维平台模组上；反射镜和投影透镜位于整体框架组件内另一侧，反射镜和投影透镜均安装在基准板一上，反射镜的角度可调，且led灯头、导光棒、准直透镜组、反射镜和投影透镜沿光路的传播方向依次设置在整体框架组件内侧。

4、上述排气组件用于散热。四维平台模组(又称四位调节模组、四位运动模组等)作用是调节xyz三个方向及角度，可直接采用现有产品，本申请对四维平台模组的具体结构无特别改进，因此不再赘述。

5、上述导光棒起到匀化光的作用，准直透镜组起到准直作用，反射镜用于改变光的传播方向，投影透镜起到匀化准直光的作用。

6、整体框架组件内基准板一上，一边设置了基准板二，四维平台模组、导光棒和准直透镜组依次安装在基准板二上，另一边从上到下依次设置了反射镜和投影透镜。

7、为了便于使用和调节，反射镜正对的整体框架组件上设有活动门。

8、为了提高稳定性，反射镜通过反射镜调节组件安装在基准板一上，反射镜倾斜设置，反射镜的反射面与基准板一之间呈40～50°夹角，反射镜反射面同时面向准直透镜组和投影透镜；反射镜调节组件包括支撑架和角度调节杆；支撑架包括两根相对设置的支撑杆，两根支撑杆的底部安装在基准板一上，两根支撑杆的顶部分别与反射镜的两侧转动连接；角度调节杆为伸缩结构，角度调节杆的底部安装在基准板一上，角度调节杆的顶部与反射镜的底部转动连接。

9、上述反射镜与支撑架和角度调节杆之间均为转动连接，也即反射镜相对支撑架和角度调节杆是可转动的，是角度可调的，反射镜与支撑架之间可通过转轴连接的方式实现，反射镜与角度调节杆之间可通过铰接的方式实现。角度调节杆为伸缩结构，也即角度调节杆为高度可调节结构，具体的伸缩结构采用现有结构(如参照自拍杆等的伸缩结构)即可。通过升高或降低角度调节杆的高度即可实现反射镜角度的调整。

10、上述投影透镜通过镜座安装在基准板一上，投影透镜位于反射镜的正下方。

11、为了便于组装，导光棒通过匀光支架安装在基准板二上，准直透镜组通过工形支架安装在基准板二上，led灯头、导光棒和准直透镜组位于同一高度、且依次设置，反射镜位于准直透镜组的正对面、且反射镜的反射面同时面向准直透镜组和投影透镜。

12、上述基准板二通过四条以上等高度的支撑腿安装在基准板一上。

13、上述排气组件包括排气筒和散热风扇，散热风扇安装在排气筒内侧，排气筒安装在整体框架组件顶部、并与整体框架组件内部相通。旋转散热风扇的扇叶以控制排气的流量。

14、上述基准板一和基准板二所用材质均为铝合金。光机正常使用状态下，基准板一和基准板二的最大变形量小于5um。

15、为了便于监控能量的变化，上述投影透镜一侧的基准板一上设有能量探测器。

16、上述装置也可通过plc控制系统控制，同时还可设置报警装置，排气组件、四维平台模组、led灯头、角度调节杆、能量探测器和报警装置均与plc控制系统连接、并受plc控制系统控制，这样可实现排气组件、四维平台模组、角度调节杆等的自动控制，在使用过程中能量探测器监控能量的变化，当监控到设定的最小值，plc控制系统会出发报警。本申请对plc控制系统的控制方法及与各部件的连接等并无特别改进，因此不再赘述。

17、本实用新型未提及的技术均参照现有技术。

18、本实用新型led平行光源的光机结构，提高了光线的均匀性和准直性，且led灯头的xyz方向及角度与反射镜的角度可调，结构简单紧凑，使用方便；可作为光刻机中的曝光光源，替代汞灯光源，增加光源的使用寿命和安全性等。

技术特征：

1.一种led平行光源的光机结构，其特征在于：包括整体框架组件(1)、排气组件(2)、基准板一(3)、基准板二(4)、四维平台模组(5)、led灯头(6)、导光棒(7)、准直透镜组(8)、反射镜(9)和投影透镜(10)；整体框架组件(1)为中空的箱体结构；排气组件(2)安装在整体框架组件(1)顶部、并与整体框架组件(1)内部相通；基准板一(3)安装在整体框架组件(1)内底部，基准板二(4)安装在整体框架组件(1)内一侧、且位于基准板一(3)上；四维平台模组(5)、导光棒(7)和准直透镜组(8)均安装在基准板二(4)上，led灯头(6)安装在四维平台模组(5)上；反射镜(9)和投影透镜(10)位于整体框架组件(1)内另一侧，反射镜(9)和投影透镜(10)均安装在基准板一(3)上，反射镜(9)的角度可调，且led灯头(6)、导光棒(7)、准直透镜组(8)、反射镜(9)和投影透镜(10)沿光路的传播方向依次设置。

2.如权利要求1所述的led平行光源的光机结构，其特征在于：反射镜(9)正对的整体框架组件(1)上设有活动门(101)。

3.如权利要求1或2所述的led平行光源的光机结构，其特征在于：反射镜(9)通过反射镜调节组件安装在基准板一(3)上，反射镜(9)倾斜设置，反射镜(9)的反射面与基准板一(3)之间呈40～50°夹角，反射镜(9)反射面同时面向准直透镜组(8)和投影透镜(10)；反射镜调节组件包括支撑架(11)和角度调节杆(12)；支撑架(11)包括两根相对设置的支撑杆，两根支撑杆的底部安装在基准板一(3)上，两根支撑杆的顶部分别与反射镜(9)的两侧转动连接；角度调节杆(12)为伸缩结构，角度调节杆(12)的底部安装在基准板一(3)上，角度调节杆(12)的顶部与反射镜(9)的底部转动连接。

4.如权利要求1或2所述的led平行光源的光机结构，其特征在于：投影透镜(10)通过镜座(13)安装在基准板一(3)上，投影透镜(10)位于反射镜(9)的正下方。

5.如权利要求1或2所述的led平行光源的光机结构，其特征在于：导光棒(7)通过匀光支架(14)安装在基准板二(4)上，准直透镜组(8)通过工形支架(15)安装在基准板二(4)上，led灯头(6)、导光棒(7)和准直透镜组(8)位于同一高度、且依次设置，反射镜(9)位于准直透镜组(8)的正对面、且反射镜(9)的反射面同时面向准直透镜组(8)和投影透镜(10)。

6.如权利要求1或2所述的led平行光源的光机结构，其特征在于：基准板二(4)通过四条以上等高度的支撑腿安装在基准板一(3)上。

7.如权利要求1或2所述的led平行光源的光机结构，其特征在于：排气组件(2)包括排气筒和散热风扇，散热风扇安装在排气筒内侧，排气筒安装在整体框架组件(1)顶部、并与整体框架组件(1)内部相通。

8.如权利要求1或2所述的led平行光源的光机结构，其特征在于：基准板一(3)和基准板二(4)所用材质均为铝合金。

9.如权利要求1或2所述的led平行光源的光机结构，其特征在于：投影透镜(10)一侧的基准板一(3)上设有能量探测器(16)。

技术总结
本技术公开了一种LED平行光源的光机结构，包括整体框架组件、排气组件、基准板一、基准板二、四维平台模组、LED灯头、导光棒、准直透镜组、反射镜和投影透镜；整体框架组件为中空的立方体结构；排气组件安装在整体框架组件顶部、并与整体框架组件内部相通；基准板一安装在整体框架组件内底部，基准板二安装在整体框架组件内一侧、且位于基准板一上；四维平台模组、导光棒和准直透镜组均安装在基准板二上，LED灯头安装在四维平台模组上；反射镜和投影透镜均安装在基准板一上，反射镜的角度可调，且LED灯头、导光棒、准直透镜组、反射镜和投影透镜沿光路的传播方向依次设置在整体框架组件内侧。上述装置改善了曝光效果，便于调节控制，结构简单紧凑。

技术研发人员：张加新,黄胜弟,吴玉堂,胡蔚,王劲
受保护的技术使用者：南京波长光电科技股份有限公司
技术研发日：20230718
技术公布日：2024/1/15