全内反射镜与光学透镜组结合应用于曝光机光源模块的制作方法

本发明涉及一种曝光模块，特别是一种对应发出紫外光的曝光模块。

背景技术：

现有的电路板曝光模块在有照射于电路板上的曝光光束不集中，而导致曝光的解晰度不佳，从而导致电路板后续作业程序的良率不佳的问题。因此，对于相关技术人员而言，如何改善电路板的曝光模块，以提升曝光的解晰度，是极需要被改善的问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种曝光模块，用改善现有技术中，相关曝光模块的曝光光束不集中的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种曝光模块，其包含：一发光组件及一调光组件。发光组件包含多个发光单元。多个发光单元排列设置于一灯板，各个发光单元能发出一紫外光。调光组件可拆卸地固定设置于灯板，调光组件包含：多个光学透镜及多个聚光透镜。多个光学透镜对应设置于多个发光单元的一侧，且各个光学透镜的内部能全反射紫外光。多个聚光透镜对应设置于多个光学透镜相反于发光单元的一侧。其中，各个光学透镜彼此相对的两端分别定义为一入光端及一出光端，光学透镜的外径由出光端至入光端逐渐缩小，光学透镜于入光端内凹形成有一凹槽，形成凹槽的底壁向远离出光端的方向延伸形成有一凸出部，凹槽能对应容置发光单元；其中，发光单元发出的紫外光，能通过形成凹槽的侧壁及凸出部进入光学透镜中，并经全反射后由出光端射出。

优选地，调光组件还包含有一套筒结构，其包含有多个通道，各个通道分别贯穿套筒结构设置，且各个通道两端的开口，形成于套筒结构彼此相对的两侧；其中，调光组件固定设置于灯板时，多个光学透镜的至少一部分及多个聚光透镜的至少一部分对应位于多个通道中；形成各个通道的一内壁，能吸收部分通过光学透镜的紫外光，未被吸收的紫外光则由通道的一端射出。

优选地，各个内壁具有一抵顶部，抵顶部能限制相对应的光学透镜于通道中的活动范围。

优选地，各个内壁具有一吸光层，吸光层能吸收紫外光。

优选地，各个聚光透镜彼此相反的两端分别呈现为一圆弧凸出状及一平面状，各个聚光透镜呈现平面状的一端对应设置于光学透镜的出光端。

优选地，各个发光单元所发出的紫外光通过光学透镜及聚光透镜后的发光角度，小于各个发光单元的发光角度；各个发光单元所发出的紫外光，通过光学透镜、聚光透镜及通道后的发光角度，小于各个发光单元所发出的紫外光通过光学透镜及聚光透镜后的发光角度。

为了实现上述目的，本发明还提供一种曝光模块，其包含一发光组件及一调光组件。发光组件包含：多个发光单元，其排列设置于一灯板，各个发光单元能发出一紫外光。调光组件可拆卸地固定设置于灯板，调光组件包含：多个光学透镜及一套筒结构。多个光学透镜对应设置于多个发光单元的一侧，且各个光学透镜的内部能全反射紫外光，各个光学透镜相反于面对发光单元的一端具有一聚光结构。套筒结构包含有多个通道，各个通道分别贯穿套筒结构设置，且各个通道两端的开口，形成于套筒结构彼此相对的两侧。其中，调光组件固定设置于灯板时，多个光学透镜的聚光结构的至少一部分对应位于多个通道中；形成各个通道的一内壁，能吸收部分通过光学透镜的紫外光，未被吸收的紫外光则由通道的一端射出。

优选地，各个内壁具有一抵顶部，抵顶部能限制相对应的光学透镜于通道中的活动范围。

优选地，各个内壁具有一吸光层，吸光层能吸收紫外光。

优选地，各个发光单元所发出的紫外光通过光学透镜后的发光角度，小于各个发光单元的发光角度；各个发光单元所发出的紫外光，通过光学透镜及通道后的发光角度，小于各个发光单元所发出的紫外光通过光学透镜后的发光角度。

本发明的有益效果可以在于：透过光学透镜及聚光透镜的相互配合，借此可使曝光模块所发出的紫外光更集中地照射于欲曝光的构件(例如电路板)。

附图说明

图1为本发明的曝光模块的第一实施例的分解示意图。

图2为本发明的曝光模块的第一实施例的组装示意图。

图3为本发明的曝光模块的第一实施例的光学透镜及聚光透镜的分解剖面示意图。

图4为本发明的曝光模块的第一实施例的剖面示意图。

图5a为本发明的曝光模块的发光单元的发光角度示意图。

图5b为本发明的曝光模块的50％光强度的发光角度的示意图。

图6为本发明的曝光模块的第二实施例的示意图。

图7为本发明的曝光模块的第三实施例的示意图。

图8为本发明的曝光模块的第四实施例的分解示意图。

图9为本发明的曝光模块的第四实施例的分解及局部剖面示意图。

图10为本发明的曝光模块的第四实施例的组装示意图。

图11和图12为本发明的曝光模块的第四实施例的剖面示意图。

具体实施方式

请一并参阅图1至图2，其为本发明的第一实施例的曝光模块的分解及组装示意图。如图所示，曝光模块1包含一发光组件10及一调光组件20。发光组件10包含有一灯板11及多个发光单元12；多个发光单元12彼此间隔地固定设置于灯板11上，且各个发光单元12能发出紫外光。在实际应用中，所述紫外光的波长可以是介于300nm～500nm；较佳地，可以是介于365nm～435nm。

所述灯板11是用以固定发光单元12的构件，其可以是依据需求为各式的电路板；于实际应用中，灯板11上可依据需求设置有不同电子构件，不局限于仅设置有发光单元12。发光单元12的数量及其所发出的紫外光的种类，可依据需求加以选择，于此不加以限制；发光单元12设置于灯板11上的排列方式，不以图中所示为限。

调光组件20包含有多个光学透镜21及多个聚光透镜22。多个光学透镜21对应设置于多个发光单元12远离灯板11的一侧，各个光学透镜21的内部能全反射，进入光学透镜21内部的紫外光。在实际应用中，所述光学透镜21可以是以溶胶-凝胶法(sol-gel)所制作的石英透镜。

请一并参阅图3及图4，各个光学透镜21彼此相对的两端分别定义为一入光端21a及一出光端21b，光学透镜21的外径由出光端21b至入光端21a逐渐缩小，且光学透镜21于入光端21a可以是内凹形成有一凹槽21c，而形成凹槽21c的底壁可以是向远离出光端21b的方向延伸形成有一凸出部211。形成凹槽21c的内侧壁212可以是呈现为由入光端21a向光学透镜21的中心轴线c及出光端21b的方向倾斜的外型，但不以此为限。

聚光透镜22固定设置于光学透镜21的出光端21b，且聚光透镜22与凸出部211可以是具有相同的中心轴线c。于实际应用中，聚光透镜22可以是透过外部构件而固定设置于光学透镜21的出光端21b，或者聚光透镜22可以是利用胶合等方式固定设置于光学透镜21。在实际应用中，光学透镜21的出光端21b可以是平整的出光面213，而聚光透镜22的两端可以是一平整的入光面221及一圆弧凸状的凸透面222，即聚光透镜22可以是平凸透镜。聚光透镜22的入光面221则可以对应贴合设置于光学透镜21的出光面213。当然，在不同的应用中，聚光透镜22与光学透镜21之间也可以是以凹凸的方式相互贴合。在特殊的应用中，聚光透镜22与光学透镜21可以是透过外部构件(如图6所示的基座b)而固定设置于灯板11，且聚光透镜22与光学透镜21之间可以是不相互接触，而存在有一空气层。

如图4所示，当各个光学透镜21设置于发光单元12的一侧时，所述凹槽21c能对应容置发光单元12，而发光单元12、凸出部211及聚光透镜22可以是具有大致相同的中心轴线c，且发光单元12的外表面可以是不与凸出部211相互接触；如此，发光单元12沿其中心轴线c所发出的紫外光，则大致能通过凸出部211进入光学透镜21及聚光透镜22中，并大致直接由聚光透镜22的凸透面222射出。发光单元12所发出的偏离中心轴线c的紫外光，则能大致能通过形成凹槽21c的侧壁212进入光学透镜21中，并经光学透镜21内部全反射后，由出光端21b射出，而后再通过聚光透镜22的聚焦后，由聚光透镜22的凸透面222射出。

请一并参阅图5a及图5b，图5a为发光单元12的发光角度的示意图；图5b为发光单元12设置有光学透镜21及聚光透镜22后，紫外光通过光学透镜21及聚光透镜22，在50％光强度处的发光角度的示意图。发光单元12未设置有光学透镜21时的发光角度θ1是大于，发光单元12所发出的紫外光，通过光学透镜21及聚光透镜22后在50％光强度处的发光角度θ2，即，发光单元12设置有光学透镜21及聚光透镜22后，所发出的紫外光在50％光强度处的发光角度将可有效被缩小，而可更集中于中心轴线c。

如此，将可使通过光学透镜21而向远离中心轴线c射出的紫外光，通过聚光透镜22的聚焦，向中心轴线c方向靠近，从而可有效地增加紫外光的利用率、减少杂散光比例，并增加曝光模块1所发出的各紫外光的准直度，进而可提升曝光模块1的解析质量。

请参阅图6，其为本发明的曝光模块的第二实施例的示意图。如图所示，本实施例与前述实施例最大不同之处在于，曝光模块1’还可以包含有一基座b，其可以是可拆卸地固定设置于灯板11。基座b可以是对应具有数个容置孔b1，而可用以容置多个光学透镜(图未示)及聚光透镜22。换句话说，基座b可以是用以使光学透镜(图未示)及聚光透镜22固定设置于灯板11上。

请参阅图7，其为本发明的曝光模块的第三实施例的剖面示意图。如图所示，本实施例与第一实施例的差异在于，第一实施例的光学透镜21及聚光透镜22可以是一体成型的结构。亦即，本实施例的光学透镜21’于出光端21b可以是具有一聚光结构211’，所述聚光结构211’的功用与前述第一实施例所载聚光透镜22相同，请参阅前述实施例，于此不再赘述。

请一并参阅图8至图12，其为本发明的曝光模块的第四实施例的示意图。如图所示，本实施例与前述实施例最大不同之处在于，曝光模块1”的调光组件20’还可以包含有一套筒结构23。关于发光组件10的其他构件的详细说明，及调光组件20’的光学透镜21、聚光透镜22的详细说明，请参阅前述实施例，以下将不再赘述。

套筒结构23包含有多个通道23a，各个通道23a分别贯穿套筒结构23设置，且各个通道23a彼此间不相互连通，而各个通道23a两端的开口23b，对应形成于套筒结构23彼此相对的两侧。套筒结构23固定设置于灯板11上，而多个通道23a则是对应于多个光学透镜21及聚光透镜22设置。较佳地，各个光学透镜21及聚光透镜22的至少一部分是对应设置于通道23a中，而各个发光单元12所发出的紫外光将通过光学透镜21及聚光透镜22后，再通过相对应的通道23a，而由通道23a的一端向外射出。

在实际应用中，套筒结构23与灯板11可以是具有相对的锁固结构(例如穿孔、螺孔)，而套筒结构23及灯板11可以是透过多个锁固件(例如螺丝)，可拆卸地相互固定；或者，套筒结构23可以是利用胶合、卡合等方式，直接固定设置于灯板11上，于此不加以限制。在实际应用中，形成各个通道23a的内壁231，可以是具有一抵顶部2311，所述抵顶部2311可以是由形成所述通道23a的内壁向中心轴线凸出的结构，所述抵顶部2311能限制相对应的光学透镜21及聚光透镜22于通道23a中的活动范围，借此使光学透镜21及聚光透镜22能稳固地设置于通道23a中。

在不同的实施例中，各个光学透镜21亦可以是直接固定设置于灯板11上，例如是利用胶合、卡合等方式固定，或者灯板11邻近于各个发光单元12的周缘可以是设置有相关固定结构，用以固定光学透镜21；而聚光透镜22则可以是利用胶合的方式固定设置于光学透镜21上，或者聚光透镜22也可以是透过形成于内壁231的抵顶部2311，而固定设置于通道23a中。在另一实施例中，多个光学透镜21及多个聚光透镜22也可以是一并设置于一基座b(如图6所示)中，而多个光学透镜21设置于所述基座后，基座则可再与套筒结构23及灯板11相互固定。

在具体的应用中，套筒结构23可以是矩形立方体，而各个通道23a可以是直立地形成于套筒结构23中，且多个通道23a的中心轴线c可以是彼此相互平行，各个通道23a可以是呈现为圆柱状。当然，在不同的实施例中，各个通道23a所呈现的外型，不局限于图中所绘示的圆柱状，可依据需求加以变化，例如可以是六角柱状、方形柱状等。多个通道23a于套筒结构23中的排列方式，较佳地可以是如图中所绘示的方式进行排列，如此可在单位体积中设置有最多的通道23a。

在本实施例中，各个通道23a的中心轴线c与灯板11设置有发光单元12的表面的夹角可以是大致为90度，但不以此为限，所述夹角可以依据发光单元12的发光方向进行调整；换言之，在发光单元12的主要发光方向不垂直于灯板11的表面时，各个通道23a可以对应是倾斜地设置于套筒结构23中。

特别说明的是，形成各个通道23a的内壁231是可以吸收紫外光，而通过光学透镜21射出的紫外光的部分，则可被内壁231吸收，其余的紫外光则能通过通道23a，而由通道23a相反于设置有光学透镜21的一端射出。在实际实施中，套筒结构23可以是由可吸收紫外光的材质一体成形地制作而成，或者，可以是仅于形成各个通道23a的内壁231设置有一能吸收紫外光的吸光层(图未示)，其可依据需求加以变化。

更具体来说，各个发光单元12、相对应的光学透镜21、相对应的聚光透镜22及通道23a可以是具有共同(或是大致相互平行)的中心轴线，而发光单元12所发出的大致平行于中心轴线c的紫外光，将可以直接通过光学透镜21、聚光透镜22及通道23a，而由通道23a的一端射出；发光单元12所发出的部分不平行于中心轴线c的紫外光，将可以通过光学透镜21内部的全反射，而大致以大致平行于中心轴线的路径，由光学透镜21射出，并通过聚光透镜22，而向中心轴线方向靠近，最后再通过通道23a射出。

部分通过聚光透镜22而以大角度偏离中心轴线的路径射出的紫外光，或是由光学透镜21与聚光透镜22之间散出的紫外光，则会被形成通道23a的内壁231吸收，借此，可以使由通道23a的一端射出的紫外光，其大致是集中于中心轴线，如此将可有效地提升曝光模块的曝光分辨率。换句话说，现有的曝光模块所发出紫外光，由于具有过多的偏离中心轴线的紫外光(俗称杂散光)，而该些杂散光将会降低曝光分辨率。

于本实施例中，各个形成通道23a的内壁是以平行于中心轴线为例，但不以此为限。在不同的应用中，形成各个通道23a的内壁也可以是依据需求呈现为倾斜状，举例来说，各个通道23a远离发光单元12的一端的开口23b可以是小于发光单元12设置的一端的开口大小，而各个通道23a远离发光单元12的一端的开口23b的大小则可以是大致对应为发光单元12所发出的紫外光通过光学透镜21及聚光透镜22后，紫外光50％光强度的照射范围。

综合上述，相较于现有的紫外光曝光模块，本发明的曝光模块透过调光组件，可以使发出的紫外光更集中于中心轴线的位置，且具有更少量的杂散光，而具有更好的曝光分辨率。