CN215219420U - 一种基于micro LED的微米级光刻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于micro LED的微米级光刻机，属于光刻机领域。包括工作平台、曝光头两部分。工作平台包括基座，用于放置、固定基材的工作台，和设置在所述基座上的三维运动机构；曝光头设置在所述三维运动机构的输出端上，所述曝光头包括采用micro LED制成的光源，和设置在所述光源下方的投影镜头。本实用新型，通过利用micro LED数字光源取代传统光刻机的掩模板，从而可以直接将计算机的图形数据曝光到晶圆或PCB板上，无需采用掩膜或DMD，结构更为简单，可操作性更强。

Description

一种基于micro LED的微米级光刻机

技术领域

本实用新型属于光刻机领域，尤其是一种基于micro LED的微米级光刻机。

背景技术

在微电子、光学、线路板等加工领域，例如PCB线路板、HDI、IC载板、防焊等方面，微米光刻机具有十分重要的经济和应用价值，现有的微米级光刻机，一般采用光源、直准器、DMD(数字微镜器件)以及投影镜头的曝光形式，通过DMD的反射，将紫外线光反射至基材表面，进而达到光刻的效果。

但是DMD的加工难度较大，在技术方面受控于美国德州仪器，因此本公司设计的微米级无掩膜光刻机是利用micro LED紫外数字光源取代传统光刻机的DMD，实现对PCB线路板、HDI、IC载板、防焊基板的曝光。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供一种基于micro LED的微米级光刻机，以解决背景技术所涉及的问题。

本实用新型提供一种基于micro LED的微米级光刻机，包括：工作平台、曝光头两部分。

工作平台，包括基座，用于放置、固定基材的工作台，和设置在所述基座上的三维运动机构；

曝光头，设置在所述三维运动机构的输出端上，所述曝光头包括采用micro LED制成的光源，和设置在所述光源下方的投影镜头。

优选地或可选地，所述micro LED为micro LED紫外数字光源。

优选地或可选地，所述micro LED的光波长范围为250nm-450nm。

优选地或可选地，所述micro LED包括：控制器，与所述控制器相连接的芯片，设置在所述芯片上、且像素尺寸小于50um的LED阵列；

其中，所述控制板可以单独控制所述LED阵列中LED像素点的开关。

优选地或可选地，所述投影镜头为52mm的NIKON微缩投影镜头。

优选地或可选地，所述基座采用大理石材料制成。

优选地或可选地，所述三维运动机构包括：水平设置在所述基座上、用于固定安装工作台的X轴直线运动模组，水平设置在所述工作台上方的Y轴直线运动模组，以及设置在所述Y轴直线运动输出端、用于安装所述曝光头的Z轴直线运动模组。

优选地或可选地，所述工作台包括：

承载基台，水平设置在所述X轴直线运动模组，用于放置、固定基材；

压力传感器，设置有至少四个，均匀分布在所述承载基台下方，用于基材与所述承载基台的贴合度。

有益效果：本实用新型涉及一种基于micro LED的微米级光刻机，通过利用microLED数字光源取代传统光刻机的掩模板，从而可以直接将计算机的图形数据曝光到晶圆或PCB板上，无需采用掩膜或DMD，结构更为简单，可操作性更强。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中曝光头的原理示意图。

图3是本实用新型中光源的结构示意图。

图4是本实用新型中工作台的结构示意图。

附图标记为：基座1、工作台2、光源3、micro LED阵列31、投影镜头4、X轴直线运动模组5、Y轴直线运动模组6、Z轴直线运动模组7、承载基台21、压力传感器22。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

参阅附图1至4，一种基于micro LED的微米级光刻机，包括：基座1、工作台2、光源3、micro LED阵列31、投影镜头4、X轴直线运动模组5、Y轴直线运动模组6、Z轴直线运动模组7、承载基台21、压力传感器22。

其中，工作平台包括基座1，用于放置、固定基材的工作台2，和设置在所述基座1上的三维运动机构；曝光头设置在所述三维运动机构的输出端上，所述曝光头包括光源3、投影镜头4，所述光源3为采用micro LED制成的micro LED紫外数字光源3，可以根据曝光需求变换不同图案，所述micro LED的光波长范围为250nm-450nm，所述投影镜头4设置在所述光源3下方；所述投影镜头4可以为放大镜或缩小镜，在本实施例中选用52mm的NIKON微缩投影镜头4，用于调整micro LED紫外数字光源3的曝光区域。所述micro LED包括：控制器，与所述控制器相连接的芯片，设置在所述芯片上、且像素尺寸小于50um的micro LED阵列31；其中，所述控制板可以单独控制所述LED阵列中LED像素点的开关。

在进一步实施例中，所述基座1采用大理石材料制成。光刻过程中，需要保持所述光源3与基材的平行度，而一般的金属材料受到温度的影响相对较大，受热会导致基座1的平整度发生改变，因此在本实施例中采用大理石材料制成，能够保证基座1的平整度。

在进一步实施例中，所述三维运动机构包括：水平设置在所述基座1上、用于固定安装工作台2的X轴直线运动模组5，水平设置在所述工作台2上方的Y轴直线运动模组6，以及设置在所述Y轴直线运动输出端、用于安装所述曝光头的Z轴直线运动模组7。通过X轴直线运动模组5、Y轴直线运动模组6调整所述曝光头与基材的相对位置，实现对基材不同的曝光，因此在具体实例过程中，需要采用运动精度相对较高的直线运动机构，在本实例中，采用上锁式滑块、轻预压精密防尘重载导轨，以提高直线运动机构的运动精度，而Z轴直线运动模组7仅用于曝光头的对焦，因此，对Z轴直线运动模组7的运动精度相对较低，在此不做具体说明。

在进一步实施例中，所述工作台2包括：承载基台21和压力传感器22；承载基台21水平设置在所述X轴直线运动模组5，用于放置、固定基材；压力传感器22设置有至少四个，均匀分布在所述承载基台21下方，用于基材与所述承载基台21的贴合度。通过压力传感器22检测基材与承载基台21的贴合度，进而保证所述光源3与基材的平行度。

为了方便理解基于micro LED的微米级光刻机的技术方案，对其工作原理做出简要说明：在工作过程中，将基材固定安装在承载基台21上，然后通过Z轴直线运动模组7调整曝光头相对于基材的距离，实现曝光头的对焦，最后通过X轴直线运动模组5前后调整基材的位置，通过Y轴直线运动模组6左右调整曝光头的位置，将曝光头与基材某一区域的对齐，通过控制器调整所述micro LED紫外数字光源3的图案，进而实现对基材的曝光，然后通过X轴直线运动模组5、Y轴直线运动模组6调整所述micro LED紫外数字光源3相对于基材的位置，并针对所述基材的位置，通过控制器进一步调整所述micro LED紫外数字光源3的图案，对基材进行曝光，最后将控制器的图形数据曝光到基材上。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (8)

1.一种基于micro LED的微米级光刻机，其特征在于，包括：

工作平台，包括基座，用于放置、固定基材的工作台，和设置在所述基座上的三维运动机构；

曝光头，设置在所述三维运动机构的输出端上，所述曝光头包括采用micro LED制成的光源，和设置在所述光源下方的投影镜头。

2.根据权利要求1所述的基于micro LED的微米级光刻机，其特征在于，所述micro LED为micro LED紫外数字光源。

3.根据权利要求2所述的基于micro LED的微米级光刻机，其特征在于，所述micro LED的光波长范围为250nm-450nm。

4.根据权利要求2所述的基于micro LED的微米级光刻机，其特征在于，所述micro LED包括：控制器，与所述控制器相连接的芯片，设置在所述芯片上、且像素尺寸小于50um的LED阵列；

其中，所述控制器可以单独控制所述LED阵列中LED像素点的开关。

5.根据权利要求1所述的基于micro LED的微米级光刻机，其特征在于，所述投影镜头为52mm的NIKON微缩投影镜头。

6.根据权利要求1所述的基于micro LED的微米级光刻机，其特征在于，所述基座采用大理石材料制成。

7.根据权利要求1所述的基于micro LED的微米级光刻机，其特征在于，所述三维运动机构包括：水平设置在所述基座上、用于固定安装工作台的X轴直线运动模组，水平设置在所述工作台上方的Y轴直线运动模组，以及设置在所述Y轴直线运动输出端、用于安装所述曝光头的Z轴直线运动模组。

8.根据权利要求7所述的基于micro LED的微米级光刻机，其特征在于，所述工作台包括：

承载基台，水平设置在所述X轴直线运动模组，用于放置、固定基材；

压力传感器，设置有至少四个，均匀分布在所述承载基台下方，用于基材与所述承载基台的贴合度。

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