CN216361912U - 一种激光加热装置 - Google Patents

Abstract

一种激光加热装置，包括光源组件、扩束装置、扇形光形成装置，所述光源组件发出光束，经所述扩束镜头和所述扇形光形成装置形成条形光斑，覆盖曝光镜头的投影区域。精准的对投影区域进行加热。

Description

一种激光加热装置

技术领域

本发明涉及一种激光加热装置，尤其是一种应用于直写曝光领域的激光加热装置。

背景技术

直写曝光广泛应用于半导体和印刷电路板生产领域，是制作半导体器件、芯片和印刷电路板等产品的工艺步骤之一，其用于在基底表面上印刷特征图形，最终获得依据电路设计所需的图形结构。传统的光刻技术需要制作掩膜的母版或者菲林底片进行曝光操作，制作周期长，且每一版对应单一图形，不能广泛应用。为解决传统曝光技术的存在的上述问题，直写曝光技术应运而生，其利用数字光处理技术，通过可编程的数字反射镜装置实现编辑不同的所需的图形结构，能够快速切换图形，其不仅可以降低成本，还可以缩短制作周期，正广泛应用于曝光技术领域。直写曝光的原理是通过调制光束的方法将设计图形转移到涂覆有感光材料的基底表面上，然后通过显影、刻蚀等工艺，最终获得所需的图形结构。

在对印刷电路板曝光的过程中，印刷电路板的温度对于曝光剂量有直接影响，特别是对于油墨曝光，印刷电路板每升高1℃，曝光剂量可降低1-2个能量格，曝光时间会缩短5%-10%，这意味着印刷电路板的产率提升5%-10%。但是不能通过直接改变环境温度来提升印刷电路板的温度，环境温度的改变会导致镜头倍率变化、激光器稳定性和寿命等不受控，从而降低曝光精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种精准加热曝光区域的激光加热装置。

为了解决上述问题，本发明提供一种激光加热装置，包括光源组件、扩束装置、扇形光形成装置，所述光源组件发出光束，经所述扩束装置和所述扇形光形成装置形成条形光斑，覆盖曝光镜头的投影区域。

进一步的，所述扩束装置为变倍扩束镜头，改变所述条形光斑在第一方向上的长度，所述第一方向对应于投影区域可变长度方向。

进一步的，其还包括光斑长度调节装置，通过所述光斑长度调节装置改变所述条形光斑第二方向上的长度。

进一步的，所述光斑长度调节装置为变形棱镜对或者柱透镜扩束***。

进一步的，所述光源组件发出准直光束，所述扩束装置为扩束镜头，或者所述光源组件发出发散光，所述扩束装置为准直器。

进一步的，所述扇形光形成装置为柱透镜或者鲍威尔棱镜。

进一步的，所述光源组件包括红外激光器。

进一步的，所述红外激光器的波长范围是805 nm ~2000nm。

进一步的，所述红外激光器的功率范围是10W~100W。

进一步的，所述激光加热装置设置于曝光镜头的侧边。

与现有技术相比，所述激光加热装置通过扩束装置、扇形光形成装置将光源组件发出的光束调整为与曝光镜头视场相同的形状大小，精准的对曝光区域进行加热，不会影响曝光镜头的相关参数，不影响曝光精度，同时提高产率。

附图说明

图1是加热装置和曝光镜头示意图。

图2是加热装置第一实施例示意图。

图3是加热装置第二实施例示意图。

图4是变形棱镜对光路示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。

如图1-4所示，一种激光加热装置1设置于曝光镜头2的一侧，所述激光加热装置1发出的光线斜射入投影镜头2的投影区域4，所述激光加热装置1的加热区域略大于所述投影镜头2的投影区域4。

如图2所示，为所述激光装置的第一实施例，所述激光加热装置1包括光源组件10、扩束装置11、扇形光形成装置12和光斑长度调节装置13。所述光源组件10发出光束，经所述扩束镜头11和所述扇形光形成装置12形成条形光斑，通过所述光斑长度调节装置12改变所述条形光斑一个方向上的长度。

所述光源组件10包括红外激光器，所述光源组件发出准直光线。较佳的，所述红外激光器的波长范围是805 nm ~2000nm。较佳的，所述红外激光器的功率范围是10W~100W。利用大功率小成本的红外激光器实现提高温度的效果。

所述扩束装置11采用扩束镜头，较佳的，所述扩束装置11采用变倍扩束镜头。通过所述扩束装置11扩大所述光源组件10发出的光束的光斑面积，通过变倍扩束镜头可以在第一方向上调节所述光斑的宽度。

所述扇形光形成装置12可以采用柱透镜或者鲍威尔棱镜，较佳的，所述扇形光形成装置12采用鲍威尔棱镜，有利于获得均匀性更好的扇形光。光束通过所述扇形光形成装置后形成长条形光斑。

所述光斑长度调节装置13用于进一步调节所述长条形光斑的面积，通过所述光斑长度调节装置调节所述光斑在第二方向上的长度，所述第二方向垂直于第一方向。所述光斑长度调节装置可以采用变形棱镜对或者柱透镜扩束***，较佳的，所述光斑长度调节装置采用变形棱镜对，能够保证出射所述变形棱镜对的光斑均匀性不变。

通过调节所述扇形光形成装置12和所述光斑长度调节装置13之间的距离，可以进一步调节所述光斑在第一方向上的长度。

如图3所示，为所述激光装置的第二实施例，所述激光加热装置包括光源组件20、扩束装置21、扇形光形成装置22和光斑长度调节装置23。所述光源组件20发出光束，经所述扩束镜头21和所述扇形光形成装置22形成条形光斑，通过所述光斑长度调节装置22改变所述条形光斑一个方向上的长度。

所述光源组件20和所述扩束装置21通过光纤24连接，所述扩束装置21采用准直器，通过所述准直器将红外激光器发出的光束调整至适当大小的准直光束。通过所述扩束装置21扩大所述光源组件20发出的光束的光斑面积，在第一方向上控制所述光斑的宽度。

所述扇形光形成装置22和光斑长度调节装置23与采用实施例一中相同结构。

如图4所示，通过所述光斑长度调节装置的调节，入射光的宽度L进一步增大到L’，适配所述曝光镜头的投影区域。

作为所述激光加热装置的另一实施例（未图示），所述激光加热装置包括光源组件、扩束装置、扇形光形成装置和光斑长度调节装置，所述光源组件包括红外激光器、准直器，所述红外激光器之间也可以通过光纤连接，所述扩束装置、扇形光形成装置采用实施例一中相同的结构，较佳的所述扩束装置采用变倍扩束镜头，易于调节光斑的长度。

所述激光加热装置通过扩束装置、扇形光形成装置将光源组件发出的光束调整为与曝光镜头视场相同的形状大小，若通过所述扩束镜头和所述扇形光形成装置调整后的光斑不能完全覆盖曝光镜头的视场，则进一步的通过所述光斑长度调节装置，使得所述光斑的大小完全覆盖曝光镜头的视场，精准的对曝光区域进行加热。

在激光直写领域，特别是对于采用DMD作为空间光调制元件进行激光直写的曝光领域，选用DMD的一定区域作为工作区域，选定的区域为长方形，选定区域的长边是保持不变的，选定区域的短边根据实际情况进行选择，进而通过DMD投影到基底上的投影区域的长边长度也保持不变，投影区域的短边是可变的。本实用新型的激光加热装置可以通过变倍扩束镜头便捷的调节激光加热区域的短边长度，通过光斑长度调节装置控制所述激光加热区域的长边长度，匹配投影区域，精准的对投影区域进行加热。

Claims (10)

1.一种激光加热装置，其特征在于：包括光源组件、扩束装置、扇形光形成装置，所述光源组件发出光束，经所述扩束装置和所述扇形光形成装置形成条形光斑，覆盖曝光镜头的投影区域。

2.根据权利要求1所述的激光加热装置，其特征在于：所述扩束装置为变倍扩束镜头，改变所述条形光斑在第一方向上的长度，所述第一方向对应于投影区域可变长度方向。

3.根据权利要求1或2所述的激光加热装置，其特征在于：其还包括光斑长度调节装置，通过所述光斑长度调节装置改变所述条形光斑第二方向上的长度。

4.根据权利要求3所述的激光加热装置，其特征在于：所述光斑长度调节装置为变形棱镜对或者柱透镜扩束***。

5.根据权利要求1所述的激光加热装置，其特征在于：所述光源组件发出准直光束，所述扩束装置为扩束镜头，或者所述光源组件发出发散光，所述扩束装置为准直器。

6.根据权利要求1所述的激光加热装置，其特征在于：所述扇形光形成装置为柱透镜或者鲍威尔棱镜。

7.根据权利要求1所述的激光加热装置，其特征在于：所述光源组件包括红外激光器。

8.根据权利要求7所述的激光加热装置，其特征在于：所述红外激光器的波长范围是805 nm ~2000nm。

9.根据权利要求7所述的激光加热装置，其特征在于：所述红外激光器的功率范围是10W~100W。

10.根据权利要求1所述的激光加热装置，其特征在于：所述激光加热装置设置于曝光镜头的侧边。

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