一種UVLED曝光光源強(qiáng)度穩(wěn)定裝置的制作方法

本實(shí)用新型涉及LED領(lǐng)域、紫外光刻和固化領(lǐng)域，具體涉及一種UVLED曝光光源強(qiáng)度穩(wěn)定裝置。

背景技術(shù)：

紫外曝光主要用于光刻、油墨固化等領(lǐng)域，曝光光源強(qiáng)度的波動(dòng)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。曝光光源強(qiáng)度降低，導(dǎo)致曝光不足，光刻膠顯影殘留或線條變窄；曝光光源強(qiáng)度增強(qiáng)，導(dǎo)致曝光過量，線條變寬。因此穩(wěn)定可靠的曝光強(qiáng)度是保證曝光產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。

目前紫外曝光主要使用高壓汞燈作為曝光光源，該光源能耗大，維護(hù)成本高，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，壽命短且存在炸燈的風(fēng)險(xiǎn)。UV LED因其節(jié)能、環(huán)保、成本低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，替代傳統(tǒng)曝光光源的優(yōu)勢(shì)已越來(lái)越明顯。然而大功率UV LED在工作時(shí)結(jié)溫升高，其發(fā)光強(qiáng)度隨結(jié)溫的變化而變化，UV LED在啟動(dòng)過程中光強(qiáng)度無(wú)法迅速穩(wěn)定；在啟動(dòng)后的工作過程中，光源的強(qiáng)度也會(huì)隨外界溫度、LED長(zhǎng)期工作導(dǎo)致的光衰而發(fā)生變化。因此需設(shè)計(jì)裝置，使其UVLED曝光光源強(qiáng)度穩(wěn)定可靠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供了一種UVLED曝光光源強(qiáng)度穩(wěn)定裝置。

本實(shí)用新型的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種UVLED曝光光源強(qiáng)度穩(wěn)定裝置，包括反饋調(diào)節(jié)模塊、信號(hào)處理及采集模塊、探測(cè)器模塊、UVLED光源模塊和供電與控制模塊；探測(cè)器模塊用于探測(cè)UVLED光源強(qiáng)度，將光源強(qiáng)度信息轉(zhuǎn)換成電信息；信號(hào)處理及采集模塊的輸入端與探測(cè)器模塊的輸出端連接；信號(hào)處理及采集模塊的輸出端與反饋調(diào)節(jié)模塊的輸入端連接，反饋調(diào)節(jié)模塊的輸出端和供電與控制模塊的輸入端連接，供電與控制模塊的輸出端與UVLED光源模塊的輸入端連接。

進(jìn)一步，所述探測(cè)器模塊包括光電探測(cè)器。

進(jìn)一步，所述光電探測(cè)器設(shè)置于勻勻光路后，UVLED光源模塊的曝光面之前。

進(jìn)一步，所述探測(cè)器模塊還包括設(shè)置于光電探測(cè)器周圍的第一水冷裝置。

進(jìn)一步，所述信號(hào)處理及采集模塊包括依次連接的I/V轉(zhuǎn)換電路、均值濾波電路和A/D采集電路，I/V轉(zhuǎn)換電路與探測(cè)器模塊連接，A/D采集電路與反饋調(diào)節(jié)模塊連接。

進(jìn)一步，所述反饋調(diào)節(jié)模塊包括PID調(diào)節(jié)模塊和卡爾曼濾波器，所述PID調(diào)節(jié)模塊的輸出端和供電與控制模塊連接，所述PID調(diào)節(jié)模塊的輸入端與卡爾曼濾波器的輸出端連接，卡爾曼濾波器的輸入端和信號(hào)處理及采集模塊連接。

進(jìn)一步，所述UVLED光源模塊包括UVLED燈盤、散熱裝置和UVLED勻光光路，散熱裝置對(duì)UVLED燈盤進(jìn)行散熱，UVLED勻光光路對(duì)UVLED燈盤的出射光進(jìn)行均光。

進(jìn)一步，所述散熱裝置包括銅冷排，所述銅冷排上設(shè)置有多條獨(dú)立的流體通道，相鄰兩流體通道內(nèi)的冷卻液的流動(dòng)方向相反。

進(jìn)一步，所述流體通道內(nèi)設(shè)有的散熱柱。

進(jìn)一步，所述銅冷排的散熱面上設(shè)置有用于放置溫度傳感器的凹槽。

由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

高精度的I/V轉(zhuǎn)換及處理電路，采用PID反饋控制，使UVLED曝光光源強(qiáng)度能迅速穩(wěn)定在一個(gè)預(yù)先設(shè)定的值，并對(duì)探測(cè)器采集的強(qiáng)度值和設(shè)定值進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比，當(dāng)溫度等外界因素導(dǎo)致光強(qiáng)度值發(fā)生變化時(shí)，反饋系統(tǒng)迅速調(diào)節(jié)恒流電源，使光源迅速穩(wěn)定在預(yù)定值。具有調(diào)節(jié)快速、光強(qiáng)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因而解決了UVLED光源強(qiáng)度波動(dòng)導(dǎo)致的曝光過量或曝光不足等問題。

附圖說(shuō)明

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中：

圖1 UV LED曝光強(qiáng)度穩(wěn)定系統(tǒng)框圖；

圖2為單獨(dú)多通道液冷銅冷排示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本實(shí)用新型，而不是為了限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖見附圖1，UVLED曝光光源強(qiáng)度穩(wěn)定裝置包括UVLED光源模塊，探測(cè)器模塊、信號(hào)處理與采集模塊、反饋調(diào)節(jié)模塊和供電與設(shè)置模塊。

所述UVLED光源模塊包括UVLED燈盤、散熱裝置和UVLED勻光光路，散熱裝置對(duì)UVLED燈盤進(jìn)行散熱，UVLED勻光光路對(duì)UVLED燈盤的出射光進(jìn)行均光。

在本實(shí)施例中，所述散熱裝置包括銅冷排，所述銅冷排上設(shè)置有多條獨(dú)立的流體通道，相鄰兩流體通道內(nèi)的冷卻液的流動(dòng)方向相反。所述流體通道內(nèi)設(shè)有的散熱柱。所述銅冷排的散熱面上設(shè)置有用于放置溫度傳感器的凹槽。

探測(cè)器模塊包括光電探測(cè)器與其周圍的水冷裝置；光電探測(cè)器用于探測(cè)UVLED光源強(qiáng)度，將光源強(qiáng)度信息轉(zhuǎn)換成電信息，便于后續(xù)處理和采集；光電探測(cè)器安裝于勻光光路后，曝光面之前，LED陣列每顆燈珠發(fā)出的光經(jīng)勻光光路后形成均勻光斑，并在同一地方重疊，因此探測(cè)器采集的是所有燈珠的光強(qiáng)度信號(hào)，適應(yīng)于穩(wěn)定整個(gè)燈盤的整體強(qiáng)度。探測(cè)器周圍的水冷裝置用于確保光電探測(cè)器工作在恒定的溫度，減少溫度對(duì)探測(cè)器探測(cè)精度的影響。

信號(hào)處理及采集模塊用于對(duì)探測(cè)器轉(zhuǎn)換的光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)換，使其適合于快速高精度反饋調(diào)節(jié)模塊的輸入。信號(hào)處理及采集模塊包括依次連接的I/V轉(zhuǎn)換電路、均值濾波電路和A/D采集電路，I/V轉(zhuǎn)換電路與探測(cè)器模塊連接，A/D采集電路與反饋調(diào)節(jié)模塊連接。

反饋調(diào)節(jié)模塊，包括PID調(diào)節(jié)模塊和卡爾曼濾波器；所述PID調(diào)節(jié)模塊的輸出端和供電與控制模塊連接，所述PID調(diào)節(jié)模塊的輸入端與卡爾曼濾波器的輸出端連接，卡爾曼濾波器的輸入端和信號(hào)處理及采集模塊連接。反饋調(diào)節(jié)模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行標(biāo)定，并與設(shè)定的光強(qiáng)值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)標(biāo)定值與設(shè)定的光強(qiáng)值存在差異時(shí)，輸出信號(hào)給供電與控制模塊，調(diào)節(jié)恒流源的電流大小，從而調(diào)節(jié)UV LED光源的強(qiáng)度。PID控制、卡爾曼濾波等提高調(diào)節(jié)的速度與準(zhǔn)確度。

供電與控制模塊用于LED供電，設(shè)置、調(diào)節(jié)、顯示UVLED光源的強(qiáng)度。

本實(shí)用新型采用高精度的I/V轉(zhuǎn)換及處理電路，采用高精度迅速反饋的反饋調(diào)節(jié)電路，使UVLED曝光光源強(qiáng)度能迅速穩(wěn)定在一個(gè)預(yù)先設(shè)定的值，并對(duì)探測(cè)器采集的強(qiáng)度值和設(shè)定值進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比，當(dāng)溫度等外界因素導(dǎo)致光強(qiáng)度值發(fā)生變化時(shí)，反饋系統(tǒng)迅速調(diào)節(jié)恒流電源，使光源迅速穩(wěn)定在預(yù)定值。具有調(diào)節(jié)快速、光強(qiáng)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因而解決了UVLED光源強(qiáng)度波動(dòng)導(dǎo)致的曝光過量或曝光不足等問題。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。