基于lcd技术的曝光工艺以及uv光刻机

文档序号:189441 发布日期:2021-11-02 浏览:31次 >En<

阅读说明:本技术 基于lcd技术的曝光工艺以及uv光刻机 (Exposure process based on LCD technology and UV photoetching machine ) 是由 刘建文 于 2021-07-30 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种UV光刻机,所述UV光刻机包括:UV光源,所述UV光源用于产生UV光;LCD液晶透光屏,所述LCD液晶透光屏设于所述UV光源产生的UV光的光通道上,且所述LCD液晶透光屏具有像素点阵,通过调节电压可控制每一所述像素点的透光度;驱动模块,所述驱动模块可根据预先设定的图案数据控制所述LCD液晶透光屏上的像素点的透光度。(The invention provides a UV lithography machine, comprising: a UV light source for generating UV light; the LCD liquid crystal light-transmitting screen is arranged on a light channel of UV light generated by the UV light source, and is provided with a pixel dot matrix, and the transmittance of each pixel point can be controlled by adjusting voltage; and the driving module can control the transmittance of the pixel points on the LCD liquid crystal light-transmitting screen according to preset pattern data.)

基于LCD技术的曝光工艺以及UV光刻机

技术领域

本发明涉及UV光刻技术领域,尤其涉及一种基于LCD技术的曝光工艺以及UV光刻机。

背景技术

曝光是利用光照将掩模版上的图形经过光学系统后投影到光刻胶上,实现图形转移。曝光工艺通过LCD屏投影的方式进行曝光成像,前后工艺与传统工艺完全兼容,广泛应用于印花、花纸、包装、PCB、标签标牌、汽车玻璃、家电玻璃、电子玻璃、装饰等网印行业,

例如,当待加工产品是PCB板时,PCB板的光刻层即是铜层,采用的化学药剂则是需要能够腐蚀铜金属的药剂。用预设准备的菲林或者掩膜板(印有图案的感光片)上印制好的电路图案,UV光照射经过菲林/掩膜板,光经过透明区域然后直接穿过以照射到待加工产品上,光照射到不透明区域后无法穿透,而此时的待加工产品上涂覆有刻印层,刻印层上还覆有阻剂层,阻剂层会和紫光作用然后反应后的产物可以被显影液去除,留下未感光的阻剂层(对应预先制备的图案),再将留有未感光阻剂层的待加工产品进行蚀刻,腐蚀掉没有阻剂层的铜片,形成预先设定的线路图。

然而现有的方式中无论是采用菲林还是采用掩膜板的方式,每一次进行曝光时都需要使用新的菲林和掩膜板,而且采用菲林和掩膜板的形式的使用寿命较短,一旦印刷的图案过多,需要记录所有菲林和掩膜板的使用频率以便判断使用寿命,需要有一种能够使用菲林或掩膜板的方式,因此需要一种基于LCD技术的曝光工艺以及UV光刻机。

发明内容

本发明提供了一种基于LCD技术的曝光工艺以及UV光刻机,旨在解决背景技术中提及的技术问题。

本发明提供了一种UV光刻机,所述UV光刻机包括:

UV光源,所述UV光源用于产生UV光;

LCD液晶透光屏,所述LCD液晶透光屏设于所述UV光源产生的UV光的光通道上,且所述LCD液晶透光屏具有像素点阵,通过调节电压可控制每一所述像素点的透光度;

驱动模块,所述驱动模块可根据预先设定的图案数据控制所述LCD液晶透光屏上的像素点的透光度。

进一步的,所述UV光刻机还包括:

图像存储单元,所述图像存储单元存储有预先设定的图案,且所述图像存储单元与驱动模块连接以供驱动模块调取数据。

进一步的,所述UV光刻机包括聚焦单元,所述聚焦单元设于所述UV光源和所述LCD液晶透光屏之间,所述UV光源发射的UV光线经过所述聚焦单元聚焦准直后再垂直照射所述LCD液晶透光屏。

进一步的,所述UV光源、所述聚焦单元和所述LCD液晶透光屏的中心轴线共线。

进一步的,所述LCD液晶透光屏为常黑硬屏。

本发明还提供了一种基于LCD技术的曝光工艺,采用上述的UV光刻机,所述曝光工艺包括以下步骤:

涂覆感光层于待加工产品上,其中所述待加工产品包括基板以及涂覆所述基板上的刻印层,且所述感光层可与UV光发生反应;

根据预先设定的图案调节电压以控制所述LCD液晶透光屏的每一像素点透光度而得到与预先设定的图案的形状相对应的透光图案;

控制UV光源发射UV光线,且所述UV光线穿过所述LCD液晶透光屏照射到所述待加工产品上。

进一步的,在“控制UV光源发射UV光线,且所述UV光线穿过所述LCD液晶透光屏照射到所述待加工产品上”之后,所述曝光工艺还包括显影步骤:

通过显影液清洗照射过后的所述待加工产品,去除未被光照射过的区域的感光层以显露刻印层。

进一步的,在“通过显影液清洗照射过后的所述待加工产品,去除未被光照射过的区域的感光层以显露刻印层”之后,所述曝光工艺还包括蚀刻步骤:

使用腐蚀药剂腐蚀所述待加工产品上裸露的刻印层,其中所述腐蚀药剂不与所述感光层发生反应;

去除所述待加工产品上的感光层。

进一步的,所述UV光刻机还包括图像存储单元,所述图像存储单元存储有预先设定的图案,根据获取的调取指令调取存储于所述图像存储单元内的预先设定的图案。

进一步的,所述UV光刻机还包括与外部通信连接的端口,通过所述端口接收外部传输的数据信息,在“根据预先设定的图案调节电压以控制所述LCD液晶透光屏的每一像素点透光度而得到与预先设定的图案的形状相对应的透光图案”之前,通过所述端口接收外部传输的预先设定的图案。

本发明中通过设置LCD液晶透光屏来代替现有曝光工艺中使用的菲林,利用LCD液晶透光屏本身可以通过调节电压以控制每一像素点的透光度的特性,在LCD液晶透光屏显示不同种类的图案(例如待加工的线路图)。这样一来一方面在面对不同图案曝光只需要更改LCD液晶透光屏显示的图案,而不需要去更换菲林,不需要存储大量不同图案的菲林,符合现在电子信息化的趋势;另一方面通过LCD液晶透光屏来代替菲林或掩膜板,避免了不同菲林或掩膜板使用频率不同使用寿命不一的情形,不需要去记录保存菲林或掩膜板的使用次数。

应当理解的是,以上的一般描述和后面的细节描述仅仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。

附图说明

图1是本发明提供的一实施例的UV光刻机的结构示意图。

图2是图1实施例的

具体实施方式

的示意图。

图3是本发明提供的一实施例的基于LCD技术的曝光工艺的步骤流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。

技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作。

本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本领域技术人员应当理解,本发明所称的“应用”、“应用程序”、“应用软件”以及类似表述的概念,是业内技术人员所公知的相同概念,是指由一系列计算机指令及相关数据资源有机构造的适于电子运行的计算机软件。除非特别指定,这种命名本身不受编程语言种类、级别,也不受其赖以运行的操作系统或平台所限制。理所当然地,此类概念也不受任何形式的终端所限制。

光刻机(也称为曝光机)通过打开光线,发射紫外线波长,将图像信息从胶片或其他透明体传输到涂有感光材料的表面的机器。光刻机在印制电路板制造工艺中,最关键的过程之一是将负像传递到铜箔基板上。首先需要在基板上涂覆一层感光材料(如液体感光胶、光敏防腐干膜等);然后,涂布在基板上的感光材料被光照射以改变其溶解度。未被照射的区域的材料在显影剂的作用下不聚合、溶解,被照射过后的区域的材料留在基底上形成图像。这一工艺过程即是曝光,也就是印制电路板生产中由光刻机完成的工序。

请参阅图1-2,本发明提供了一种UV光刻机100,所述UV光刻机100包括:

UV光源10,所述UV光源10用于产生UV光。

LCD液晶透光屏30,所述LCD液晶透光屏30设于所述UV光源10产生的UV光的光通道上,且所述LCD液晶透光屏30具有像素点阵,通过调节电压可控制每一所述像素点的透光度。

驱动模块,所述驱动模块可根据预先设定的图案数据控制所述LCD液晶透光屏30上的像素点的透光度。

本发明中通过设置LCD液晶透光屏30来代替现有曝光工艺中使用的菲林,利用LCD液晶透光屏30本身可以通过调节电压以控制每一像素点的透光度的特性,在LCD液晶透光屏30显示不同种类的图案(例如待加工的线路图)。这样一来一方面在面对不同图案曝光只需要更改LCD液晶透光屏30显示的图案,而不需要去更换菲林,不需要存储大量不同图案的菲林,符合现在电子信息化的趋势;另一方面通过LCD液晶透光屏30来代替菲林或掩膜板,避免了不同菲林或掩膜板使用频率不同使用寿命不一的情形,不需要去记录保存菲林或掩膜板的使用次数。

对于LCD液晶透光屏30来说,每个像素从结构上可以简化看作为像素电极和共同电极之间夹一层液晶。更重要的是从电的角度可以把它看作电容。要对j行i列的像素P(i,j)充电,就要把开关T(i,j)导通,对信号线D(i)施加目标电压。当像素电极被充分充电后,即使开关断开,电容中的电荷也得到保存,电极间的液晶层分子继续有电压施加场作用。数据(列)驱动器的作用是对信号线施加目标电压,而栅极(行)驱动器的作用是起开关的导通和断开。由于加在液晶层上的显示电压可存储于各像素的存储电容,可以使液晶层能稳定地工作。显示图像的关键还在于液晶在电场作用下的分子取向。一般通过对基板200内侧的取向处理,使液晶分子的排列产生希望的结构变形来实现不同的显示模式。选择一定的显示模式,在电场作用下,液晶分子产生取向变化,并通过与偏振片的相配合,使入射光在通过液晶层后的强度随之发生变化。从而实现图像显示。

所述UV光刻机100还包括图像存储单元,所述图像存储单元存储有预先设定的图案,且所述图像存储单元与驱动模块连接以供驱动模块调取数据。当UV光刻机100内设置有图像存储单元时,可以预先将要加工的图案存储于图像存储单元中以便于随时提取进行曝光工艺,这样就可以只需要传输一次数据即可脱机运行所述UV光刻机100进行曝光。

所述UV光刻机100还包括与外部通信连接的端口,通过所述端口接收外部传输的数据信息。当UV光刻机100进行曝光工艺时,可以通过端口接收外部数据信息以实现无线通信或远程通信,从而可以将外部的预设的图案发送至UV光刻机100的LCD液晶透光屏30进行显示。

具体的,本发明的一种实施例中,所述UV光刻机100包括聚焦单元20,所述聚焦单元20设于所述UV光源10和所述LCD液晶透光屏30之间,所述UV光源10发射的UV光线经过所述聚焦单元20聚焦准直后再垂直照射所述LCD液晶透光屏30。本实施例中,从所述UV光源10出射的光线将入射至所述聚焦单元20经所述聚焦单元20准直后射向所述LCD液晶透光屏30,本实施例中通过调整所述LCD液晶透光屏30、所述聚焦单元20和所述UV光源10相互之间的距离,从而使得多个所述UV光源10的光分别被准直并完全覆盖所述LCD液晶透光屏30,以使得所述LCD液晶透光屏30每个像素点均能够被光照射。

进一步的,当所述UV光源10有且只有一个时,所述UV光源10、所述聚焦单元20和所述LCD液晶透光屏30的中心轴线共线,以使所述聚焦单元20正对于发射出来的UV光线,且所述LCD液晶透光屏30可以更好的接收UV光线。

如图2所示,所述LCD液晶透光屏30为常黑硬屏。常黑的LCD液晶透光屏30在不通电的情况下光线不能透过,即UV光线无法透过所述LCD液晶透光屏30。因此在机器故障或停机时,感光层220不会发生反应。硬质的LCD液晶透光屏30,在外力状态下,液晶不发生变化,避免LCD液晶透光屏30发白以及漏光,防止线路板印刷图案出现拉线的情形。

优选的,所述LCD液晶透光屏30为黑白屏,也即去除了RGB层,使得LCD液晶透光屏30的透光效果更佳。

请参阅图3,本发明还提供了一种基于LCD技术的曝光工艺,采用上述的UV光刻机100,所述曝光工艺包括以下步骤:

S100:涂覆感光层220于待加工产品上,其中所述待加工产品包括基板200以及涂覆所述基板200上的刻印层210,且所述感光层220可与UV光发生反应。

本实施例中的待加工产品可以是印花、花纸、包装、PCB、标签标牌、汽车玻璃、家电玻璃、电子玻璃、装饰等网印行业,通过LCD屏投影的方式进行曝光成像,前后工艺与传统工艺完全兼容。例如,当代加工产品是PCB板时,PCB板的光刻层即是铜层,采用的化学药剂则是需要能够腐蚀铜金属的药剂。

S300:根据预先设定的图案调节电压以控制所述LCD液晶透光屏30的每一像素点透光度而得到与预先设定的图案的形状相对应的透光图案。

本发明中通过设置LCD液晶透光屏30来代替现有曝光工艺中使用的菲林,利用LCD液晶透光屏30本身可以通过调节电压以控制每一像素点的透光度的特性,在LCD液晶透光屏30显示不同种类的图案(例如待加工的线路图)。这样一来一方面在面对不同图案曝光只需要更改LCD液晶透光屏30显示的图案,而不需要去更换菲林,不需要存储大量不同图案的菲林,符合现在电子信息化的趋势;另一方面通过LCD液晶透光屏30来代替菲林或掩膜板,避免了不同菲林或掩膜板使用频率不同使用寿命不一的情形,不需要去记录保存菲林或掩膜板的使用次数。

S300:控制UV光源10发射UV光线,且所述UV光线穿过所述LCD液晶透光屏30照射到待加工产品上。

在“控制UV光源10发射UV光线,且所述UV光线穿过所述LCD液晶透光屏30照射到待加工产品上”之后,所述曝光工艺还包括显影步骤:

通过显影液清洗照射过后的所述待加工产品,去除未被光照射过的区域的感光层220以显露刻印层210。

进一步的,在“通过显影液清洗照射过后的所述待加工产品,去除未被光照射过的区域的感光层220以显露刻印层210”之后,所述曝光工艺还包括蚀刻步骤:使用腐蚀药剂腐蚀所述待加工产品上裸露的刻印层210;去除所述待加工产品上的感光层220。

本发明的一种实施例中,所述UV光刻机100还包括图像存储单元,所述图像存储单元存储有预先设定的图案,根据获取的调取指令调取存储于所述图像存储单元内的预先设定的图案。当UV光刻机100内设置有图像存储单元时,可以预先将要加工的图案存储于图像存储单元中以便于随时提取进行曝光工艺,这样就可以只需要传输一次数据即可脱机运行所述UV光刻机100进行曝光。

本发明的一种实施例中,所述UV光刻机100还包括与外部通信连接的端口,通过所述端口接收外部传输的数据信息,在“根据预先设定的图案调节电压以控制所述LCD液晶透光屏30的每一像素点透光度而得到与预先设定的图案的形状相对应的透光图案”之前,通过所述端口接收外部传输的预先设定的图案。

本申请的说明书和权利要求书中,词语“包括/包含”和词语“具有/包括”及其变形,用于指定所陈述的特征、数值、步骤或部件的存在,但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数值、步骤、部件或它们的组合。

本发明的一些特征,为阐述清晰,分别在不同的实施例中描述,然而,这些特征也可以结合于单一实施例中描述。相反,本发明的一些特征,为简要起见,仅在单一实施例中描述,然而,这些特征也可以单独或以任何合适的组合于不同的实施例中描述。

以上对本发明的基于LCD技术的曝光工艺的各个具体实施方式进行了具体描述。最后,应当说明的是,以上各具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制。尽管参照上述具体实施方式对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解,依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或对部分技术特征进行等同替换,而在不脱离本发明的技术方案的精神下,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

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