[發明專利]一種PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法及設備

有效

• 申請號: 201310516897.9
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103616801A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 王華;陳志特;袁正義;杜金玲
• 申請（專利權）人: 東莞科視自動化科技有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 吳英彬

技術領域

本發明涉及紫外線固化技術、光學技術、光源控制技術的高均勻性光源技術領域，特別涉及一種PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法及設備。

背景技術

近年來隨著電子技術的快速發展，用于PCB行業表面油墨固化的傳統汞燈曝光方法面臨挑戰，雖然目前整個中國PCB行業表面油墨曝光幾乎全部采用傳統汞燈進行固化，但是由于汞燈本身極為耗電，同時高溫及釋放二氧化硫等污染問題，急需產業升級。

目前采用UVLED取代傳統汞燈已經提上日程，其高效的節能和50倍于汞燈的使用壽命是其最大的優勢，但是就目前而言，采用UVLED存在技術上的不成熟，首先就是均勻亮度問題，因為傳統汞燈雖然有諸多缺點，但是汞燈發光的原理決定其均勻度極高，完全滿足PCB生產的要求。而要采用多顆UVLED組成的面陣光源取代汞燈，均勻性是極大的挑戰，如果不解決光源的均勻度問題，UVLED在PCB行業的曝光機就不可能得到大面積的推廣。

雖然中國國內目前在深圳、溫州、上海等地的部分企業開始研制針對PCB行業的UVLED曝光機取代傳統的汞燈曝光機，節約電能可達80％左右，但目前都不可能實現大面積推廣，原因和難點全部體現在光源的均勻度不可能達到傳統汞燈的效果。這些企業全部采用UVLED結合光學透鏡產生圓形的光斑，如附圖1、附圖2所示，因為LED發射的是圓形光斑，幾乎所有的光學透鏡也都是圓形的，因此設計出來的光斑自然也是圓形的，而多個圓形光源所組合而成的大面積曝光光源由于光斑重疊嚴重，均勻度遠低于85％的要求，只能用于最低端的阻焊曝光要求，對于中高端的線路板曝光，由于光源的亮度均勻性低，可能出現過曝光或者漏曝光現象，使制造出的PCB線路呈鋸齒狀，存在短路或者斷路隱患，完全不能使用。

因此，研發一種采用UVLED的、高均勻度的光源，就變得極為迫切。

發明內容

針對現有技術的上述不足，本發明提供一種PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法，其很好地解決了光源的均勻性問題；

本發明還提供實施上述方法制備的PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源，該光源可以直接安裝在生產線上進行快速固化，可全面取代汞燈管，達到高效節能的技術效果。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟：

1).設置多組UV光學模塊，每組UV光學模塊均由UVLED芯片和聚光裝置組成；

2).設置一個面陣區域，在該面陣區域內，將所述的多組UV光學模塊平行或者錯位排列成矩形或近似矩形，形成面陣光源；

3).設置一套光源控制系統，該系統對所述面陣光源進行亮度控制或故障監控；

4).接通電源，光源控制系統開始工作，所述的多組UV光學模塊分別發射方形光斑，控制各組相鄰的UV光學模塊之間減少或消除多余的光照重疊區域和漏光區域，使光源在整個照射范圍保持亮度的高均勻性。

所述的步驟4)具體包括以下步驟：將所述的UV光學模塊置于設定的照射距離下，所述聚光裝置將UVLED芯片發射的光束匯聚為方形光斑，照射在PCB表面；該方形光斑的邊緣輪廓由近似直線或者漸變直線組成，使相鄰各組UV光學模塊以方形光斑的近似直線邊界或者漸變邊界進行排列組合，減小或消除多余的光照重疊區域和漏光區域，形成光照連續、均勻度高的大面積曝光光源。

所述步驟4)中的方形光斑，其形狀為正方形、長方形或多邊方形之一，使其照射區域邊緣輪廓為一個較為模糊的漸變輪廓，其邊界的組成由部分由近似直線的圓弧組成，形成具有近似直線效果的邊界特征。

所述的步驟1)中，具體是所述每一聚光裝置均包括一個或者兩個以上的聚光塊；采用兩個以上的聚光塊時，聚光塊的中心線和UVLED芯片的中心線重合，所述的聚光塊為前后兩底面為弧面、四周面為平面的方形或者多邊形透鏡；

所述的步驟4)中，所述UVLED芯片發出的光束經過聚光裝置以后，使光束匯聚為方形光斑。

一種實施上述制備方法的PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源，其包括多組UV光學模塊，該多組UV光學模塊呈矩形排列，設置在一電路板上，組成面陣光源，該UV光學模塊包括UVLED芯片及聚光裝置，所述UVLED芯片設置在聚光裝置下方，并且每個UVLED芯片與每個聚光裝置一一對應；所述PCB表面油墨曝光的高均勻度專用光源還包括一套光源控制系統，該系統對所述面陣光源進行亮度控制和故障監控。

所述PCB表面油墨曝光專用高均勻度光源還包括電源，該電源連接所述光源控制系統及UVLED芯片。