曝光模组及印刷线路板曝光设备

文档序号:566993 发布日期:2021-05-18 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 曝光模组及印刷线路板曝光设备 (Exposure module and printed circuit board exposure equipment ) 是由 赵渊 于 2021-02-09 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种曝光模组及印刷线路板曝光设备,所述曝光模组包括光源组件和光波导组件,所述光源组件根据所述待曝光的印刷线路板的曝光位置变换中间图案,并将所述中间图案投射到所述光波导组件的入光端;所述光波导组件包括多个导光体,多个所述导光体在光波导组件的入光端按第一图案排列、在光波导组件的出光端按第二图案排列,每一所述导光体的入端构成第一图案的一个图像单元,每一所述导光体的出端构成第二图案的一个图像单元,且所述第一图案的宽度小于所述待曝光的印刷线路板的宽度,所述第二图案的宽度不小于所述待曝光的印刷线路板的宽度。本发明可大大降低曝光设备的成本,同时也避免了多个曝光头之间的位移量协调。(The invention provides an exposure module and a printed circuit board exposure device, wherein the exposure module comprises a light source component and an optical waveguide component, the light source component transforms an intermediate pattern according to the exposure position of the printed circuit board to be exposed and projects the intermediate pattern to the light inlet end of the optical waveguide component; the optical waveguide assembly comprises a plurality of light guide bodies, the light guide bodies are arranged at the light inlet end of the optical waveguide assembly according to a first pattern, the light outlet end of the optical waveguide assembly is arranged according to a second pattern, the input end of each light guide body forms an image unit of the first pattern, the output end of each light guide body forms an image unit of the second pattern, the width of the first pattern is smaller than that of the printed circuit board to be exposed, and the width of the second pattern is not smaller than that of the printed circuit board to be exposed. The invention can greatly reduce the cost of the exposure equipment and simultaneously avoid the coordination of the displacement among a plurality of exposure heads.)

曝光模组及印刷线路板曝光设备

技术领域

本发明涉及印刷线路板生产领域,更具体地说,涉及一种曝光模组及印刷线路板曝光设备。

背景技术

曝光是通过光线照射,引发有机高分子材料,分解成游离基,游离基再引发光聚合单体进行聚合交联反应,形成不易溶于稀碱液的大分子结构。曝光是 PCB(PrintedCircuit Board,印刷线路板)生产中的一道重要工序,曝光质量将直接影响PCB的品质的稳定性。目前,PCB曝光工序主要通过曝光机实现。随着消费类电子产品的不断发展,对PCB板的需求也越来越精密,相应地,对曝光设备的精度、曝光速度要求也越来越高。

现有的曝光机中,因曝光头大多为方形且尺寸有限,在曝光PCB等宽大的物体时,大多利用多个曝光头进行不断移动的滚动式曝光,即一台曝光设备上需要多个并排设置的曝光头来对PCB进行分块曝光拼接。多个曝光头不仅大幅增加了曝光机的总体成本,而且在曝光过程中要求该多个曝光头运行平稳、位移量稳定,一但运行出现抖动或位移量稍有偏差就会造成曝光拼接不良等问题。并且,由于要求曝光头运行平稳、位移量稳定,对其加工及组装精度的要求也相当高,进一步增加了曝光机的整体造价。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于,针对上述曝光机因采用多个曝光头分块曝光而导致成本较高、对加工及组装精度要求较高的问题,提供一种新的一体化曝光模组及印刷线路板曝光设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案是,提供一种曝光模组,包括光源组件和光波导组件,所述光波导组件通过入光端接收所述光源组件所发出的光,并通过出光端为待曝光的印刷线路板曝光,所述光源组件根据所述待曝光的印刷线路板的曝光位置变换中间图案,并将所述中间图案投射到所述光波导组件的入光端;

所述光波导组件包括多个导光体,多个所述导光体在所述光波导组件的入光端按第一图案排列、在所述光波导组件的出光端按第二图案排列,每一所述导光体的入端构成所述第一图案的一个图像单元,每一所述导光体的出端构成所述第二图案的一个图像单元,且所述第一图案的宽度小于所述待曝光的印刷线路板的宽度,所述第二图案的宽度不小于所述待曝光的印刷线路板的宽度。

作为本发明的进一步改进,所述导光体由光纤构成,且所述光波导组件包括m×n条光纤,每一所述光纤的入端构成所述第一图案的一个像素点,每一所述光纤的出端构成所述第二图案的一个像素点;

所述第一图案的像素点构成m×n的第一矩阵,所述第二图案的像素点沿第一方向排列成n×s列,且每一列包括沿第二方向排列的m/s个像素点,所述第一方向平行于所述待曝光的印刷线路板的宽度方向,所述m、n分别为正整数,所述s为大于或等于2的正整数且m为s的整数倍。

作为本发明的进一步改进,所述第二图案的像素点构成(m/s)×(n×s)的第二矩阵。

作为本发明的进一步改进,所述第二图案的像素点构成t个第二矩阵,每一所述第二矩阵包括沿第一方向排列的n×s/t个像素点,所述t为正整数,且所述n×s为t的整数倍;

所述t个第二矩阵沿第二方向排列成相邻的两行,且在每一行中,每一第二矩阵的尾列的像素点与相邻行的一个第二矩阵的首列像素点位于同一直线上,所述第二方向与第一方向相垂直;或者,所述t个第二矩阵沿第二方向排列成相邻的t行,且在每一行中,每一第二矩阵的尾列的像素点与相邻行的一个第二矩阵的首列像素点位于同一直线上。

作为本发明的进一步改进,所述第二矩阵的每一列像素点中,相邻行的像素点在第一方向上依次相距预设距离,且所述第二方向上的第一个像素点与最后一个像素点在第一方向上的距离等于所述光纤的直径。

作为本发明的进一步改进,所述导光体由平面导光介质构成,所述导光体由平面导光介质构成,且所述光波导组件包括i个平面导光介质,所述i为大于或等于2的整数;所述第一图案由i个沿第二方向排列的平面导光介质的入端构成,所述第二图案由i个沿第一方向排列的平面导光介质的出端构成;所述第一方向为所述平面导光介质的横截面的长边方向,所述第二方向为所述平面导光介质的横截面的短边方向。

作为本发明的进一步改进,所述光源组件包括发光单元、DMD器件及透镜组,且所述DMD器件用于根据上位机的控制信号生成中间图案,并将所述发光单元发出的光按所述中间图案投射到所述透镜组;所述透镜组用于将所述 DMD器件投射的光射入到所述光波导组件的入光端。

作为本发明的进一步改进,所述光波导组件包括外壳,所述外壳包括第一开口和第二开口,多个所述导光体分别安装在所述外壳内,且所述光波导组件的入光端延伸到所述第一开口外,所述光波导组件的出光端经由所述第二开口为所述待曝光的印刷线路板曝光;

所述外壳呈L形,且所述第一开口所在的平面垂直于所述待曝光的印刷线路板的宽度方向,所述第二开口所在的平面平行于所述待曝光的印刷线路板的宽度方向;

所述光源组件以出射光平行于所述待曝光的印刷线路板的宽度方向的方式安装到所述外壳,且所述光源组件的出射端与所述光波导组件的入光端相对。

本发明还提供一种印刷线路板曝光设备,包括如上任一项所述的曝光模组。

作为本发明的进一步改进,所述印刷线路板曝光设备包括驱动装置,且所述待曝光的印刷线路板在所述驱动装置驱动下相对于所述曝光模组移动。

本发明的曝光模组及印刷线路板曝光设备,通过光波导组件将光源组件所产生的中间图案转换为与待曝光的印刷线路板的宽度相适配的线路图案,从而只需一个曝光头即可完成待曝光的印刷线路板的扫描式曝光,大大降低了曝光设备的成本,同时也避免了多个曝光头之间的位移量协调。

附图说明

图1是本发明实施例提供的曝光模组的结构示意图;

图2是本发明实施例提供的曝光模组的另一角度的结构示意图;

图3是本发明实施例提供的曝光模组中光波导组件中出光端的示意图;

图4是本发明实施例提供的曝光模组中光波导组件的结构示意图;

图5是本发明实施例提供的曝光模组中光波导组件的入光端的示意图;

图6是本发明实施例提供的曝光模组中光波导组件的出光端的示意图;

图7是图5中的第二矩阵的局部放大结构示意图;

图8是本发明另一实施例提供的曝光模组中光波导组件的出光端的示意图;

图9是本发明又一实施例提供的曝光模组中光波导组件的出光端的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

如图1-4所示,是本发明实施例提供的曝光模组的结构示意图,该曝光模组可应用于印刷线路板(Printed Circuit Board,PCB)曝光工序的曝光设备,并实现印刷线路板的扫描式曝光。本实施例的曝光模组包括光源组件11和光波导组件12,其中光波导组件12通过其入光端121接收光源组件11所发出的光,并通过其出光端122为待曝光的印刷线路板曝光,从而实现待曝光的印刷线路板上的线道布设。

在本实施例中,光源组件11可根据待曝光的印刷线路板的曝光位置变换中间图案,并将中间图案投射到光波导组件12的入光端121。具体地,上述中间图案根据待曝光的印刷线路板的线道生成,例如当中间图案的某一像素点与待曝光的印刷线路板的线道对应时,该像素点的状态为不发光(即灭),当中间图案的某一像素点与待曝光的印刷线路板的非线道对应时,该像素点的状态为发光(即亮)。在本发明的一个实施例中,上述中间图案可由待曝光的线路板上的一行或多行预定高度的图像拼接到一个矩形区域形成。

光波导组件12包括多个导光体,并通过该多个导光体的入端接收光源组件 11生成的中间图案上的一个图像单元,再通过该多个导光体的出端对待曝光的印刷线路板进行曝光处理,即每一导光体根据中间图案上的一个图像单元的状态,对待曝光的印刷线路板的对应位置进行曝光或不曝光。

并且,该多个导光体在光波导组件12的入光端按第一图案排列、在光波导组件12的出光端按第二图案排列,每一导光体的入端(即第一端)构成第一图案的一个图像单元,每一导光体的出端(即第二端)构成第二图案的一个图像单元。即导光体在光波导组件12的入光端121的排列方式与其在光波导组件12 的出光端122的排列方式不同。上述第一图案与光源组件11的出射端的形状和尺寸相适配。具体地,结合图4-5所示,限于光源组件11的出射端的形状和尺寸,第一图案的宽度L2小于待曝光的印刷线路板的宽度,结合图3、6所示,第二图案的宽度L1则不小于待曝光的印刷线路板的宽度,从而可实现单个曝光模组对印刷线路板的以行为单位的扫描式曝光,即一个曝光模组一次至少对待曝光的印刷线路板的一行或多行进行曝光。

上述曝光模组,通过改变光波导组件12中的导光体在其入光端121和出光端122的排列方式,将光源组件11所产生的中间图案转换为与待曝光的印刷线路板的宽度相适配的线路图案,从而使得单个曝光模组的曝光宽度与待曝光的印刷线路板的宽度相适配,从而只需一个曝光头即可完成待曝光的印刷线路板的扫描式曝光(单向移动,而无需往复移动拼接),大大降低了曝光设备的成本,同时也避免了多个曝光头之间的位移量协调,避免了位移量不一致而导致的拼接错误。特别地,当第二图案的宽度大于待曝光的印刷线路板的宽度时,可通过调整光源组件11生成的中间图案来适应待曝光的印刷线路板的宽度。

结合图5-9所示,在本发明的一个实施例中,导光体由光123纤构成,光波导组件12包括m×n条光纤123,每一光纤123的入端构成第一图案的一个像素点,每一光纤123的出端构成第二图案的一个像素点。相应地,第一图案的像素点构成m×n的第一矩阵,即光纤123在光波导组件12的入光端121排成m行、 n列的矩形;第二图案的像素点沿第一方向X排列成n×s列,且每一列包括沿第二方向Y排列的m/s个像素点,即光纤123在光波导组件12的出光端122排成 m/s行、n×s列。上述第一方向平行于待曝光的印刷线路板的宽度方向,m、n 分别为正整数,s为大于或等于2正整数且m为s的整数倍,第二方向Y则与第一方向X垂直。当然在实际应用中,第一方向X和第二方向Y之间也可具有其他夹角。

在具体应用中,上述m、n、s可根据光源组件11的出射端的形状和尺寸、待曝光的印刷线路板的曝光精度和尺寸等要求进行调整,例如m:n等于光源组件11的出射端的长宽比。并且,光纤123在光波导组件12的入光端121和出光端122的排列方式也可根据需要调整,相应地,光源组件11只需根据光纤123 在光波导组件12的入光端121和出光端122的排列方式,调整生成中间图案的算法即可。

结合图6所示,在本发明的一个实施例中,上述第二图案的像素点构成(m/s) ×(n×s)的第二矩阵。即光纤123在光波导组件12的出光端122排成m/s行、n×s 列的矩形。

特别地,结合图7所示,为提高曝光精度,上述第二矩阵的每一列像素点中,相邻行的像素点在第一方向上依次相距预设距离(例如0.5微米),且第二方向Y上的第一个像素点与最后一个像素点在第一方向X上的距离d等于光纤123的直径(任一侧偏移一个光纤123的直径),此时,第二方向Y相对于X 方向形成大于90°的夹角。即第二矩阵的首行与末行在第一方向X相差一个光纤,从而待曝光的印刷线路板上的每一像素点由第二方向Y上的m/s条光纤进行曝光,以减少印刷线路板上线路的锯齿,达到高于圆曝光点分辨率的曝光精度。

结合图8所示,在光波导组件12的出光端122的第二图案的像素点,还可构成t个第二矩阵,每一第二矩阵包括沿第一方向X排列的n×s/t个像素点,每一列包括沿第二方向Y排列的m/s个像素点,其中t为正整数,且n×s为t的整数倍。并且,在本实施例中,t个第二矩阵沿第二方向Y排列成相邻的两行,且在每一行中,每一第二矩阵的尾列的像素点与相邻行的一个第二矩阵的首列像素点位于同一直线上,上述第二方向Y与第一方向X相垂直(包括接近垂直)。

或者,如图9所示,上述t个第二矩阵还可沿第二方向Y排列成相邻的t行,且在每一行中,每一第二矩阵的尾列的像素点与相邻行的一个第二矩阵的首列像素点位于同一直线上。

此外,导光体还可由平面导光介质构成,且光波导组件12包括i个平面导光介质,i为大于或等于2的整数。光波导组件12的入光端121的第一图案由i个沿第二方向Y排列的平面导光介质的入端构成,其出光端122的第二图案则由i 个沿第一方向X排列的平面导光介质的出端构成。上述第一方向X为平面导光介质的横截面的长边方向,第二方向Y为平面导光介质的横截面的短边方向。

为提高曝光精度,多个平面导光介质可按图9的方式排列。

如图1-2所示,在本发明的一个实施例中,曝光模组的光源组件11包括发光单元111、DMD器件112及透镜组113,且发光单元111发出的光经DMD器件 112反射到透镜组113,并由透镜组113转换为平行光之后投射到光波导组件12 的入光端121。具体地,发光单元111可以为LED阵列,其所发出的光的波长可与待曝光的印刷线路板上的涂层的材质相对应。当然,在实际应用中,上述发光单元111、DMD器件112也可采用LED点阵代替。

具体地,DMD器件112与上位机(例如曝光设备的工控机)连接,并根据来自上位机的控制信号(该控制信号与待曝光的印刷线路板的曝光位置的线道相关)生成中间图案,并将发光单元111发出的光按中间图案投射到透镜组113,再由透镜组113将DMD器件112投射的光转为平行光后射入到光波导组件12的入光端121,即投射到每一导光体的入端。

如图1-4所示,为提高曝光模组的集成度,该曝光模组的光波导组件12包括外壳120,该外壳120包括第一开口和第二开口,多个导光体分别安装在外壳 120内,且光波导组件12的入光端121延伸到第一开口外,光波导组件12的出光端122经由第二开口为待曝光的印刷线路板曝光。

特别地,为减小曝光模组的体积,光波导组件12的外壳120可呈L形,且第一开口所在的平面垂直于第一方向X,第二开口所在的平面平行于第一方向 X。光源组件11以出射光平行于第一方向X的方式安装到外壳120,且光源组件 11的出射端与光波导组件12的入光端121相对。

本发明还提供一种印刷线路板曝光设备,包括如图1-9中所示的曝光模组。并通过曝光模组实现待曝光的印刷线路板的扫描式曝光。

作为本发明的进一步改进,上述印刷线路板曝光设备包括驱动装置,在本实施例中,曝光模组固定,并由驱动装置驱动待曝光的印刷线路板相对于曝光模组移动,在印刷线路板移动过程中,待曝光的印刷线路板的待曝光的面从曝光模组的光波导组件12的出光端122平移通过,从而由曝光模组的光波导组件 12的出光端122射出的光线实现扫描式曝光。

上述印刷线路板曝光设备,通过光波导组件将光源组件所产生的中间图案转换为与待曝光的印刷线路板的宽度相适配的线路图案,从而只需一个曝光头即可完成待曝光的印刷线路板的扫描式曝光,大大降低了曝光设备的成本,同时也避免了多个曝光头之间的位移量协调。

当然,在实际应用中,也可通过驱动曝光模组沿待曝光的印刷线路板的表面移动,实现待曝光的印刷线路板的扫描式曝光。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

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