CN115469515A - 紫外发光二极管曝光装置及*** - Google Patents

紫外发光二极管曝光装置及*** Download PDF

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CN115469515A CN202211332385.2A CN202211332385A CN115469515A CN 115469515 A CN115469515 A CN 115469515A CN 202211332385 A CN202211332385 A CN 202211332385A CN 115469515 A CN115469515 A CN 115469515A
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Abstract

本公开提供一种紫外发光二极管曝光装置及***，涉及曝光处理技术领域，装置包括：紫外发光二极管光源，包括阵列贴片式的紫外发光二极管灯珠，紫外发光二极管灯珠用于发射紫外光束；准直镜组，用于对紫外光束进行收光准直；复眼镜组，用于对收光准直后的紫外光束进行匀光；聚光镜组，用于对匀光后的紫外光束进行聚光；曝光面，用于利用聚光后的紫外光束进行曝光的工作面；控制模块，用于通过高频开关模式，独立控制每个紫外发光二极管灯珠的开关。该紫外发光二极管曝光装置及***有效地提高了光源输出功率的稳定性及能量的利用率，减少了发热和提高散热效果，实现了紫外光束的高效准直，并且，满足设备框架和其他部件空间限制要求。

Description

紫外发光二极管曝光装置及***
技术领域
本公开涉及曝光处理技术领域，尤其涉及一种紫外发光二极管曝光装置及***。
背景技术
紫外曝光***主要应用于印刷电路板制造、半导体元器件生产及高精密微型功能图形曝光。上述应用对曝光图形的特征尺寸、一致性、对比度等参数有严格的要求，从而要求紫外曝光***满足能量均匀性高、准直性好、易于调节等条件。
目前，广泛使用的紫外曝光***通常采用高压汞灯作为光源，使用其中单一波段的光线，而单一波段的光线能量只占汞灯光谱能量的极小部分，导致汞灯能量利用率低。并且，高压汞灯的发热量大，需要配套水冷散热装置和风冷散热装置进行散热，导致整体装置体积大，不能满足设备框架和其他部件空间限制要求。此外，汞灯使用前需要提前预热，对能源造成浪费，汞灯寿命短，需要专业人士定期维护，对使用造成不便。
发明内容
针对上述技术问题，本公开提供一种用于紫外发光二极管曝光装置及***，用于至少部分解决上述技术问题。
基于此，本公开第一方面提供一种紫外发光二极管曝光装置，包括：紫外发光二极管光源，包括阵列贴片式的紫外发光二极管灯珠，紫外发光二极管灯珠用于发射紫外光束；准直镜组，用于对紫外光束进行收光准直；复眼镜组，用于对收光准直后的紫外光束进行匀光；聚光镜组，用于对匀光后的紫外光束进行聚光；曝光面，用于利用聚光后的紫外光束进行曝光的工作面；控制模块，用于通过高频开关模式，独立控制每个紫外发光二极管灯珠的开关。
根据本公开的实施例，准直镜组包括：滤光片，用于对紫外光束进行滤光，得到曝光所需波长和带宽的紫外光束；抛物面反射镜，用于对滤光后的紫外光束进行收光准直，其中，紫外光束倾斜预设角度入射至抛物面反射镜，抛物面反射镜与紫外发光二极管光源的数值孔径、发散半角匹配。
根据本公开的实施例，准直镜组包括：滤光片，用于对紫外光束进行滤光，得到曝光所需波长和带宽的紫外光束；凹透镜，用于对滤光后的紫外光束进行收光，其中，凹透镜的曲率半径和数量由紫外发光二极管光源的通光孔径、数值孔径、发散半角确定；准直镜，用于对收光后的紫外光束进行准直。
根据本公开的实施例，紫外发光二极管曝光装置还包括：液体光纤，用于将紫外发光二极管光源发射的紫外光束引入准直镜组。
根据本公开的实施例，复眼镜组包括两排复眼透镜，沿光路方向，后排复眼透镜位于前排复眼透镜的焦点处。
根据本公开的实施例，复眼透镜以平方阵列或者正六边形或者八边形阵列方式分布于光路中。
根据本公开的实施例，聚光镜组将复眼镜组到曝光面的光距分割为聚光工作距和曝光工作距，聚光镜组被配置为通过调节聚光镜组的曲率半径来调整聚光工作距和曝光工作距。
根据本公开的实施例，紫外发光二极管曝光装置还包括：第一反射镜，用于对复眼镜组至聚光镜组的光路和/或聚光镜组至曝光面的光路进行折转。
根据本公开的实施例，控制模块包括控制器和控制***，其中：控制器配置有与每个紫外发光二极管灯珠对应的独立芯片，通过寻址的方式对每个紫外发光二极管灯珠进行独立控制；控制***用于通过软件界面发送控制指令至控制器以控制紫外发光二极管灯珠的开关和采集紫外发光二极管灯珠的工作参数。
根据本公开的实施例，紫外发光二极管曝光装置还包括：复合抛物面聚光器，设于紫外发光二极管光源的出射光路上，用于减小紫外发光二极管光源的发散角。
本公开第二方面提供一种紫外发光二极管曝光***，包括：多个如上述的紫外发光二极管曝光装置；第二反射镜，用于将多个紫外发光二极管曝光装置的聚光镜组聚光后的紫外光束折转后，以预设入射角入射至同一曝光面，实现同轴曝光和离轴曝光，其中，各个聚光镜组聚光后的紫外光束对应的预设入射角相同或者不同。
根据本公开实施例提供的紫外发光二极管曝光装置及***，至少包括以下有益效果：
通过高频开关模式控制紫外发光二极管灯珠的开关，有效地提高了光源输出功率的稳定性，减少发热和提高散热效果。并且，各个紫外发光二极管灯珠之间采用的是独立控制模式，能够根据实际应用需求灵活选择开启和关闭部分紫外发光二极管灯珠，满足低功率需求。
进一步地，通过设置准直镜组对紫外光束进行准直，提高了能量利用率。并且，通过设置不同结构的准直镜组，耦合多种准直方式，进而实现了紫外光束的高效准直。
进一步地，通过在紫外发光二极管光源的出射方向加设复合抛物面聚光器，能够减小发散角，进而提高能量利用率。
更进一步地，聚光镜组被配置为通过调节聚光镜组的曲率半径来灵活调整聚光工作距和曝光工作距，并通过加设反射镜改变光路路径，压缩曝光***长度，收拢到较小空间内，进而满足设备框架和其他部件空间限制要求。
此外，通过利用反射镜将聚光后的紫外光束以预设入射角入射至同一曝光面进行曝光，多套紫外发光二极管曝光装置组合联动工作，进而实现同轴曝光和离轴曝光。
附图说明
通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示意性示出了本公开实施例提供的紫外发光二极管曝光装置的结构图。
图2A示意性示出了本公开一实施例提供的准直镜组的结构图。
图2B示意性示出了本公开另一实施例提供的准直镜组的结构图。
图2C示意性示出了本公开又一实施例提供的准直镜组的结构图。
图2D示意性示出了本公开还一实施例提供的准直镜组的结构图。
图3A示意性示出了本公开一实施例提供的第一反射镜在紫外发光二极管曝光装置中的位置图。
图3B示意性示出了本公开另一实施例提供的第一反射镜在紫外发光二极管曝光装置中的位置图。
图4示意性示出了本公开实施例提供的紫外发光二极管曝光***的结构。
具体实施方式
为使本公开的目的、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，对本公开进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
在本公开的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“长度”、“周向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的子***或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。可能导致本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状、尺寸、位置关系不反映真实大小、比例和实际位置关系。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
类似地，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分到单个实施例、图或者对其描述中。参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
在实现本公开构思的过程中，申请人发现，紫外发光二极管光源(紫外LED)具有发光效率高、寿命长、谱线宽等优点，是替换高压汞灯用于紫外曝光的理想光源。由于单个紫外LED灯珠光功率低、发散角大，可以采用大面积LED阵列排布，通过多个LED灯珠能量叠加的形式满足强度要求，但能量均匀性偏低，掩模面光束发散角大，影响了曝光图形的特征尺寸。因此，本公开选择一种小型阵列贴片式紫外LED，采用高频开关模式，耦合多种准直方式，至少部分解决现有技术存在的问题。下面结合具体的实施例进行详细介绍。
图1示意性示出了本公开实施例提供的紫外发光二极管曝光装置的结构图。
如图1所示，紫外发光二极管曝光装置例如可以包括紫外发光二极管光源1、准直镜组2、复眼镜组3、聚光镜组4、曝光面5以及控制模块6。
其中：
紫外发光二极管光源1作为整个曝光装置的光源，例如可以包括阵列贴片式的紫外发光二极管灯珠，每个紫外发光二极管灯珠用于发射紫外光束。
准直镜组2，用于对紫外光束进行收光准直，以提高能量的利用率。
复眼镜组3，用于对收光准直后的紫外光束进行匀光，以形成均匀光束。
聚光镜组4，用于对匀光后的紫外光束进行聚光。
曝光面5，用于利用聚光后的紫外光束进行曝光的工作面。
控制模块6，用于通过高频开关模式，独立控制每个紫外发光二极管灯珠的开关。
根据本公开的实施例，紫外发光二极管光源1的峰值波长范围例如可以为365nm-370nm，光功率能够达到5W/cm2以上，紫外发光二极管灯珠的数量，可以根据实际曝光的场景确定，本公开不做限制。实际应用场景不同，数量、波长等需求不同，对应的紫外发光二极管光源的配置可以不同。例如，紫外发光二极管光源包括14个紫外发光二极管灯珠，其对应通光孔径为7.5mm、数值孔径(NA)为0.66、发散半角为41°。此外，紫外发光二极管光源还可以对应设置温度传感器和散热器，用于实时检测紫外发光二极管光源的温度并利用散热器对紫外发光二极管光源进行散热，防止紫外发光二极管光源温度过高影响正常曝光。
根据本公开的实施例，可以设计多种不同结构的准直镜组2，采用多种准直方式对紫外光束进行高效准直。下面列举四种不同结构的准直镜组及对应的准直方式。
图2A示意性示出了本公开一实施例提供的准直镜组的结构图。
如图2A所示，在本实施例中，准直镜组2例如可以包括滤光片2-1和抛物面反射镜2A-1。其中：
滤光片2-1，用于对紫外光束进行滤光，得到曝光所需波长和带宽的紫外光束。
抛物面反射镜2A-1，用于对滤光后的紫外光束进行收光准直，其中，紫外光束倾斜预设角度入射至抛物面反射镜，抛物面反射镜与紫外发光二极管光源的数值孔径、发散半角等参数匹配。倾斜预设角度例如可以为35°，具体根据实际需求确定，本公开不做限制。
图2B示意性示出了本公开另一实施例提供的准直镜组的结构图。
如图2B所示，在本实施例中，准直镜组2例如可以包括滤光片2-1、凹透镜2B-1和准直镜2B-2。其中：
滤光片2-1，用于对紫外光束进行滤光，得到曝光所需波长和带宽的紫外光束。
凹透镜2B-1，用于对滤光后的紫外光束进行收光，其中，凹透镜2B-1的曲率半径和数量可以由紫外发光二极管光源1的通光孔径、数值孔径、发散半角等参数确定。
准直镜2B-2，用于对收光后的紫外光束进行准直。准直镜2B-2与凹透镜2B-1匹配设计。
图2C示意性示出了本公开又一实施例提供的准直镜组的结构图。
如图2C所示，在本实施例中，准直镜组2例如可以包括液体光纤2C-1、滤光片2-1、凹透镜2B-1和准直镜2B-2。其中：
液体光纤2C-1，用于将紫外发光二极管光源1发射的紫外光束引入滤光片2-1。
滤光片2-1，用于对紫外光束进行滤光，得到曝光所需波长和带宽的紫外光束。
凹透镜2B-1，用于对滤光后的紫外光束进行收光，其中，凹透镜2B-1的曲率半径和数量由紫外发光二极管光源1的通光孔径、数值孔径、发散半角等参数确定。
准直镜2B-2，用于对收光后的紫外光束进行准直。准直镜2B-2与凹透镜2B-1匹配设计。
图2D示意性示出了本公开还一实施例提供的准直镜组的结构图。
如图2D所示，在本实施例中，准直镜组2例如可以包括液体光纤2C-1、滤光片2-1和抛物面反射镜2A-1。其中：
液体光纤2C-1，用于将紫外发光二极管光源1发射的紫外光束引入滤光片2-1。
滤光片2-1，用于对紫外光束进行滤光，得到曝光所需波长和带宽的紫外光束。
抛物面反射镜2A-1，用于对滤光后的紫外光束进行收光准直，其中，紫外光束倾斜预设角度入射至抛物面反射镜，抛物面反射镜与紫外发光二极管光源的数值孔径、发散半角等参数匹配。
需要说明的是，在光学***中，LED光源与传统汞灯光源最大的区别就是收光准直部分，汞灯光源由于全方位照明，即使采用椭球镜收光准直，能量利用率也极低。LED因为集成度高，具备一定的数值孔径、发散半角控制能力，这就为收光准直提供了新路线。
基于此，本公开设计了图2A至图2D所示结构的准直镜组，耦合不同的收光准直方式。其中，图2A所示的准直镜组对应的准直方式更加独特，其空间占用较多，抛物面加工难度较大。图2B所示的准直镜组对应的准直方式可以理解为给定通光孔径、数值孔径、发射半角后的光学设计它需要结合输入条件针对性设计，但也属于常规的光学设计范畴。
由于紫外发光二极管光源发射光束时会发热，需要进行散热，常规的方法是设计水冷或安装散热风扇进行散热，这无疑会增加整个曝光装置的体积，并且散热风扇振动影响也会对一些精密振动控制要求的设备产生影响。由于液体光纤具有一定的折弯半径，长达数米都能保证能量有较小的损失，因此，在图2A和图2B所示的准直镜组的基础上进一步添加液体光纤，将紫外发光二极管灯珠发射的紫外光束引入准直镜组，得到图2C和图2D所示的准直镜组，以将发热的光源、振动源与设备完全隔离，进而能够很好地解决设计水冷或安装散热风扇进行散热，导致整个曝光装置的体积大以及散热风扇振动影响也会对一些精密振动控制要求的设备产生影响的问题。
根据本公开的实施例，复眼镜组3例如可以包括两排复眼透镜，沿光路方向，后排复眼透镜位于前排复眼透镜的焦点处。每排复眼透镜的透镜数量可以根据实际应用需求设定，本公开不做限制。复眼透镜可以为方形、五边形、六边形等形状，具体可以根据使用实际应用需求选择，本公开不做限制，由于方形能够满足大多应用场景的需求，一般选择方形。复眼透镜可根据视场、匀光等要求以平方阵列、正六边形或者八边形阵列等方式分布于光路中，具体阵列排布根据视场形状确定，本公开不做限制。继续参阅图1，根据本公开的实施例，聚光镜组4可以将复眼镜组3到曝光面5的光距分割为聚光工作距L1和曝光工作距L2，聚光镜组4被配置为通过调节聚光镜组4的曲率半径来调整聚光工作距L1和曝光工作距L2。
进一步地，紫外发光二极管曝光装置还可以包括：第一反射镜，用于对复眼镜组至聚光镜组的光路和/或聚光镜组至曝光面的光路进行折转。
图3A示意性示出了本公开一实施例提供的第一反射镜在紫外发光二极管曝光装置中的位置图。
如图3A所示，第一反射镜(L1-1、L1-2)可以位于复眼镜组3至聚光镜组4的光路上，通过L1-1将复眼镜组3匀光后的紫外光束反射一定角度，使反射后的紫外光束入射至L1-2，再通过L1-2将紫外光束反射至聚光镜组4，使得紫外光束通过折转的方式从复眼镜组3入射至聚光镜组4，通过这种设计，一方面能够压缩紫外发光二极管曝光装置的长度，减小紫外发光二极管曝光装置的尺寸，另一方面可以满足曝光时由于其他装置的占位，使得空间受限，无法使用如图1所示的位置进光方式，进而使得紫外曝光装置对场景的适应性更强。
图3B示意性示出了本公开另一实施例提供的第一反射镜在紫外发光二极管曝光装置中的位置图。
如图3B所示，第一反射镜(L2-1、L2-2)可以位于聚光镜组4至曝光面5的光路上，通过L2-1将聚光镜组4聚光后的紫外光束反射一定角度，使反射后的紫外光束入射至L2-2，再通过L2-2将紫外光束反射至曝光面5，使得紫外光束通过折转的方式从聚光镜组4入射至曝光面5，通过这种设计，一方面能够压缩紫外发光二极管曝光装置的长度，减小紫外发光二极管曝光装置的尺寸，另一方面可以满足曝光时由于其他装置的占位，使得空间受限，无法使用如图1所示的位置进光方式，进而使得紫外曝光装置对场景的适应性更强。
应当理解，可以同时在复眼镜组3至聚光镜组4的光路上设置L1-1和L1-2使得紫外光束通过折转的方式从复眼镜组3入射至聚光镜组4，在聚光镜组4至曝光面5的光路上设置L2-1和L2-2使得紫外光束通过折转的方式从聚光镜组4至曝光面5，对紫外发光二极管曝光装置的长度双重压缩，并且能够更加灵活调节装置中各部件的占位，进一步提升紫外曝光装置对场景的适应性。
需要说明的是，聚光镜组4和第一反射镜需要结合输入输出要求进行针对性参数设计，一方面通过调节聚光镜组4的曲率半径以调整光路路径，进而满足设备框架和其他部件空间限制要求，另一方面通过反射镜的折转压缩紫外发光二极管曝光装置的长度，将紫外发光二极管曝光装置收拢到较小空间内。
根据本公开的实施例，控制模块6包括控制器61和控制***62。控制器61与紫外发光二极管光源1相匹配，控制器61为紫外发光二极管光源1的每个紫外发光二极管灯珠配置有独立的芯片，能够通过寻址方式对每个紫外发光二极管灯珠进行独立的控制。控制***62用于通过软件界面发送控制指令至控制器以控制紫外发光二极管灯珠的开关和采集紫外发光二极管灯珠的工作参数。控制器61接收到控制***62发送的光源打开指令后，通过高频开关模式，独立控制每个紫外发光二极管灯珠的开关，紫外发光二极管灯珠并不是常开状态，而是以高达例如10KHZ的频率开关灯珠，这种开关模式能有效地提高能量的稳定性、减少LED光源1发热和提高散热效果。
控制***62可以通过网口、RS232等多种方式与LED控制器61进行通讯，控制***62可以控制每个紫外发光二极管灯珠的开关、开关频率、工作电流和工作时间等，同时可读取光源序列号、工作电流、工作电压、工作温度等信号。
需要说明的是，常规LED光源虽然有多个灯珠，但都是并联同时进行开关。灯珠多可以实现高功率，但却无法兼容低功率需求。因为电流或电压具有最小控制量，即使使用最小功率也有相对较高的光源输出功率。而本公开的灯珠独立控制则可解决该问题，低功率需求时，可以关闭部分灯珠。并且，常规LED光源开启后都是常开状态，这样有两个问题：其一，持续开启，光源会持续升温，最终工作温度可达50～100℃；其二，要求电流或电压长时间稳定(1％)，这本身就要求较高，而且随着温度变化也会进一步影响电流或电压稳定性。本公开控制光源开启后，实际紫外发光二极管灯珠并不是长时间开启，而是以例如10KHZ的频率高频开关。使用时感受不到这种开关切换的状态，但在关闭时间内却可以给光源留下冷却时间，仅加设风扇即可将温度控制到30℃左右。而且高频开关可以理解为光源状态长时间处于启动光源那一刻的状态，控制器可以很好地控制启动时刻的电流，进而保证稳定的光源的输出功率。
进一步地，紫外发光二极管曝光装置还可以包括：复合抛物面聚光器，设于紫外发光二极管光源的出射光路上，用于减小紫外发光二极管光源的发散角。通过设置复合抛物面聚光器可以提高能量的利用率。
基于同一发明构思，本公开实施例还提供一种紫外发光二极管曝光***，该紫外发光二极管曝光***例如包括多个如上述阐述的紫外发光二极管曝光装置。第二反射镜，用于将多个紫外发光二极管曝光装置的聚光镜组聚光后的紫外光束折转后，以预设入射角入射至同一曝光面，实现同轴曝光和离轴曝光，其中，各个聚光镜组聚光后的紫外光束对应的预设入射角相同或者不同。
图4示意性示出了本公开实施例提供的紫外发光二极管曝光***的结构。
如图4所示，该紫外发光二极管曝光***在LED-0紫外曝光装置的基础上进一步耦合LED-1紫外曝光装置至LED-N紫外曝光装置，第二反射镜(L2-3和L2-4)设于LED-1紫外曝光装置至LED-N紫外曝光装置中聚光镜组4到曝光面5的光路上，通过L2-3将对应的聚光镜组4聚光后的紫外光束反射一定角度，使反射后的紫外光束入射至L2-4，再通过L2-4将紫外光束反射至LED-0紫外曝光装置的曝光面5上，使得LED-1紫外曝光装置至LED-N紫外曝光装置所有聚光镜组4聚光后的紫外光束均入射至LED-0紫外曝光装置的曝光面5上，LED-0紫外曝光装置至LED-N紫外曝光装置联动工作，以实现同轴和离轴曝光，离轴照明。
其中，每一紫外曝光装置的准直镜组2、复眼镜组3和聚光镜组4需要结合照明视场和均匀性等要求调整镜片数量、曲率半径和镜片距离，可以通过反射镜L2-3和反射镜L2-4调整斜入射角度，空间布局允许条件下，通过调整这些参数及紫外曝光装置的数量，能够实现单离轴曝光、双离轴曝光、四离轴曝光和近似环形曝光。
需要说明的是，离轴照明的原理是通过改变照明光入射到掩模上的入射角，达到扩展成像***截止频率对应的图形尺寸，从而提高光刻***的分辨力以及对应分辨力下的成像焦深。
需要说明的是，本公开的实施例中紫外发光二极管曝光***部分与本公开的实施例中紫外发光二极管曝光装置部分是相对应的，其具体实施细节及带来的技术效果也是相同的，在此不再赘述。
为了进一步证明本公开实施例提供的紫外发光二极管曝光装置及***的优势，下面列举一下指标进行说明。
在该示例中，紫外发光二极管曝光装置的关键指标为光场尺寸大于45mm×45mm，能量密度达到200mw/cm2，光场均匀性达到98％，光束发散半角±2°，整个曝光装置长时间(12小时)运行，温度能够控制在30℃以内。基于此可以看出，紫外发光二极管曝光装置及***的能量利用率高，光束发射角小，能够高效进行收光准直，并且散热效果好，在曝光技术领域具备广泛的应用前景。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种紫外发光二极管曝光装置，其特征在于，包括：
紫外发光二极管光源，包括阵列贴片式的紫外发光二极管灯珠，所述紫外发光二极管灯珠用于发射紫外光束；
准直镜组，用于对所述紫外光束进行收光准直；
复眼镜组，用于对收光准直后的紫外光束进行匀光；
聚光镜组，用于对匀光后的紫外光束进行聚光；
曝光面，用于利用聚光后的紫外光束进行曝光的工作面；
控制模块，用于通过高频开关模式，独立控制每个所述紫外发光二极管灯珠的开关。
2.根据权利要求1所述的紫外发光二极管曝光装置，其特征在于，所述准直镜组包括：
滤光片，用于对所述紫外光束进行滤光，得到曝光所需波长和带宽的所述紫外光束；
抛物面反射镜，用于对滤光后的紫外光束进行收光准直，其中，所述紫外光束倾斜预设角度入射至所述抛物面反射镜，所述抛物面反射镜与所述紫外发光二极管光源的数值孔径、发散半角匹配。
3.根据权利要求1所述的紫外发光二极管曝光装置，其特征在于，所述准直镜组包括：
滤光片，用于对所述紫外光束进行滤光，得到曝光所需波长和带宽的所述紫外光束；
凹透镜，用于对滤光后的紫外光束进行收光，其中，所述凹透镜的曲率半径和数量由所述紫外发光二极管光源的通光孔径、数值孔径、发散半角确定；
准直镜，用于对收光后的紫外光束进行准直。
4.根据权利要求2或3所述的紫外发光二极管曝光装置，其特征在于，所述紫外发光二极管曝光装置还包括：
液体光纤，用于将所述紫外发光二极管光源发射的紫外光束引入所述准直镜组。
5.根据权利要求1所述的紫外发光二极管曝光装置，其特征在于，所述复眼镜组包括两排复眼透镜，沿光路方向，后排复眼透镜位于前排复眼透镜的焦点处。
6.根据权利要求5所述的紫外发光二极管曝光装置，其特征在于，复眼透镜以平方阵列或者正六边形或者八边形阵列方式分布于光路中。
7.根据权利要求1所述的紫外发光二极管曝光装置，其特征在于，所述聚光镜组将所述复眼镜组到所述曝光面的光距分割为聚光工作距和曝光工作距，所述聚光镜组被配置为通过调节所述聚光镜组的曲率半径来调整所述聚光工作距和所述曝光工作距。
8.根据权利要求1所述的紫外发光二极管曝光装置，其特征在于，所述紫外发光二极管曝光装置还包括：
第一反射镜，用于对所述复眼镜组至所述聚光镜组的光路和/或所述聚光镜组至所述曝光面的光路进行折转。
9.根据权利要求1所述的紫外发光二极管曝光装置，其特征在于，所述控制模块包括控制器和控制***，其中：
所述控制器配置有与每个紫外发光二极管灯珠对应的独立芯片，通过寻址的方式对每个紫外发光二极管灯珠进行独立控制；
所述控制***用于通过软件界面发送控制指令至所述控制器以控制紫外发光二极管灯珠的开关和采集所述紫外发光二极管灯珠的工作参数。
10.据权利要求1所述的紫外发光二极管曝光装置，其特征在于，所述紫外发光二极管曝光装置还包括：
复合抛物面聚光器，设于所述紫外发光二极管光源的出射光路上，用于减小所述紫外发光二极管光源的发散角。
11.一种紫外发光二极管曝光***，其特征在于，包括：
多个如权利要求1-10任一项所述的紫外发光二极管曝光装置；
第二反射镜，用于将多个所述紫外发光二极管曝光装置的聚光镜组聚光后的紫外光束折转后，以预设入射角入射至同一曝光面，实现同轴曝光和离轴曝光，其中，各个聚光镜组聚光后的紫外光束对应的预设入射角相同或者不同。
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