[发明专利]紫外线灯曝光系统、使用方法及校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于向各种基板上光刻物质进行曝光的曝光设备 及使用方法和校准方法，更具体地讲，涉及一种改进了的用于基 板紫外线曝光的紫外线灯曝光系统及其使用方法和校准方法。

背景技术

为“激活”印刷电路板(PCB板)制造过程中基板上的聚合 物，比如，感光抗蚀物质或光聚合阻焊层，通常使用紫外线。此 外，在工业实用工艺中，紫外线也用于固化各类可聚合的物质， 诸如粘接层、表面涂层、粘合剂、敷形涂层等。产生紫外线的系 统通常称为曝光系统或紫外线灯曝光系统。

现有的紫外灯曝光系统经常采用波长为350至430纳米的 灯，其主要为金属卤化物或水银短弧灯，这些灯发出的紫外线通 过一个机械反射罩投射到基板的表面。这些灯在聚合周期持续地 提供能量。然而，这导致了没有基板需要曝光时巨大的能量浪 费。此外，让这些灯常开也缩短了它们有效的寿命周期。另外， 这些灯提供的峰值能量有限，这导致了在处理需要较高能量输入 的物质，比如，表面涂层、敷形涂层等时，曝光时间过度地延 长。

大部分物质在光聚合(即用光生成聚合物)时需要30到 100百万焦耳的能量输入。然后，对于环氧类物质，比如环氧丙 烯酸酯等，和其他物质，比如用于PCB阻焊层的物质，则需要 400到800百万焦耳左右的能量输入。为产生这么大的能量，现 有曝光系统经常需要给每片基板曝光30到60秒的时间。此外， 这些灯经常被放置在距离基板约30到60厘米的位置，这也导致 了大量的能量丢失。还有，灯的上述位置常常使基板表面在不同 的区域曝光不均，从而导致生产次品。

现有的一个用于增加光聚合能量的灯曝光系统记载在发明名 称为“SYSTEM AND METHOD FOR EXPOSING ELECTRONIC SUBSTRATES TO UV LIGHT”、公开号为2007/0287091的美国专 利申请文献中，其公开的内容可作为本发明的参考。如其记载的 那样，闪光灯曝光系统包括一个或多个灯，这些灯发出的光通过 一个单一的、共同的灯罩组合反射到基板上。也就是说，所有的 灯通过一个共同的反射光路来工作。该文献也讨论了在不同的时 间来触发这些灯，但其不能控制基板上特定的曝光区域或者在任 何特定区域的曝光强度。

因此，本领域需要一个改进的灯曝光系统，用于产生紫外线 以聚合各种物质。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种节能，且曝光时能在基板表面 产生均匀光照强度的紫外线灯曝光系统；

本发明的另一目的是提供该紫外线灯曝光系统的使用方法；

本发明的再一目的是提供该紫外线灯曝光系统的校准方法。

为实现上述目的，本发明的紫外线灯曝光系统包括：一组发 出紫外线光的灯；一组与所述灯对应设置的反射器，每个反射器 匹配一个灯以组成灯和反射器对，每个所述灯和反射器对具有一 个投射到一个基板表面的大体独立的反射光路；每个所述灯连接 至少一个电容，所述电容用于为所述灯提供能量；一个触发控制 电路，用于触发连接到每个所述灯的所述至少一个电容，以单独 控制每个所述灯的光照时间和强度。

为单独控制每个灯的光照时间和强度，以在被曝光的基板的 表面获得均匀的光照强度，本发明的紫外线灯曝光系统的使用方 法包括以下步骤：测量一组紫外线灯中的每个灯的光线能量，以 校正一基板表面的光线能量的强度，其中，每个灯分别对着所述 基板表面的不同区域；基于上述测量结果，决定每个灯的触发概 况；将所述每个灯的触发概况存入存储器；将一个基板置于与所 述一组紫外线灯距离约250毫米的范围内，其中每个灯具有一个 匹配的反射器；根据所储存的触发概况，独立地触发所述一组紫 外线灯的至少一部分中的每个灯，并使其工作一个预定的时间。

为单独控制每个灯的光照时间和强度，以在被曝光的基板的 表面获得均匀的光照强度，本发明的紫外线灯曝光系统的校准方 法包括：测量距离所述一组紫外线灯一固定距离的一基板表面的 一组不同位置的光照能量；基于上述测量结果，决定每个灯的触 发概况，从而使所述基板的表面获得均匀的光照强度；将所述每 个灯的触发概况存入存储器。