[发明专利]一种PCB表面油墨曝光专用高均匀度光源的制备方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及紫外线固化技术、光学技术、光源控制技术的高均匀性光源技术领域，特别涉及一种PCB表面油墨曝光专用高均匀度光源的制备方法及设备。

背景技术

近年来随着电子技术的快速发展，用于PCB行业表面油墨固化的传统汞灯曝光方法面临挑战，虽然目前整个中国PCB行业表面油墨曝光几乎全部采用传统汞灯进行固化，但是由于汞灯本身极为耗电，同时高温及释放二氧化硫等污染问题，急需产业升级。

目前采用UVLED取代传统汞灯已经提上日程，其高效的节能和50倍于汞灯的使用寿命是其最大的优势，但是就目前而言，采用UVLED存在技术上的不成熟，首先就是均匀亮度问题，因为传统汞灯虽然有诸多缺点，但是汞灯发光的原理决定其均匀度极高，完全满足PCB生产的要求。而要采用多颗UVLED组成的面阵光源取代汞灯，均匀性是极大的挑战，如果不解决光源的均匀度问题，UVLED在PCB行业的曝光机就不可能得到大面积的推广。

虽然中国国内目前在深圳、温州、上海等地的部分企业开始研制针对PCB行业的UVLED曝光机取代传统的汞灯曝光机，节约电能可达80％左右，但目前都不可能实现大面积推广，原因和难点全部体现在光源的均匀度不可能达到传统汞灯的效果。这些企业全部采用UVLED结合光学透镜产生圆形的光斑，如附图1、附图2所示，因为LED发射的是圆形光斑，几乎所有的光学透镜也都是圆形的，因此设计出来的光斑自然也是圆形的，而多个圆形光源所组合而成的大面积曝光光源由于光斑重叠严重，均匀度远低于85％的要求，只能用于最低端的阻焊曝光要求，对于中高端的线路板曝光，由于光源的亮度均匀性低，可能出现过曝光或者漏曝光现象，使制造出的PCB线路呈锯齿状，存在短路或者断路隐患，完全不能使用。

因此，研发一种采用UVLED的、高均匀度的光源，就变得极为迫切。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种PCB表面油墨曝光专用高均匀度光源的制备方法，其很好地解决了光源的均匀性问题；

本发明还提供实施上述方法制备的PCB表面油墨曝光专用高均匀度光源，该光源可以直接安装在生产线上进行快速固化，可全面取代汞灯管，达到高效节能的技术效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种PCB表面油墨曝光专用高均匀度光源的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

1).设置多组UV光学模块，每组UV光学模块均由UVLED芯片和聚光装置组成；

2).设置一个面阵区域，在该面阵区域内，将所述的多组UV光学模块平行或者错位排列成矩形或近似矩形，形成面阵光源；

3).设置一套光源控制系统，该系统对所述面阵光源进行亮度控制或故障监控；

4).接通电源，光源控制系统开始工作，所述的多组UV光学模块分别发射方形光斑，控制各组相邻的UV光学模块之间减少或消除多余的光照重叠区域和漏光区域，使光源在整个照射范围保持亮度的高均匀性。

所述的步骤4)具体包括以下步骤：将所述的UV光学模块置于设定的照射距离下，所述聚光装置将UVLED芯片发射的光束汇聚为方形光斑，照射在PCB表面；该方形光斑的边缘轮廓由近似直线或者渐变直线组成，使相邻各组UV光学模块以方形光斑的近似直线边界或者渐变边界进行排列组合，减小或消除多余的光照重叠区域和漏光区域，形成光照连续、均匀度高的大面积曝光光源。

所述步骤4)中的方形光斑，其形状为正方形、长方形或多边方形之一，使其照射区域边缘轮廓为一个较为模糊的渐变轮廓，其边界的组成由部分由近似直线的圆弧组成，形成具有近似直线效果的边界特征。

所述的步骤1)中，具体是所述每一聚光装置均包括一个或者两个以上的聚光块；采用两个以上的聚光块时，聚光块的中心线和UVLED芯片的中心线重合，所述的聚光块为前后两底面为弧面、四周面为平面的方形或者多边形透镜；

所述的步骤4)中，所述UVLED芯片发出的光束经过聚光装置以后，使光束汇聚为方形光斑。

一种实施上述制备方法的PCB表面油墨曝光专用高均匀度光源，其包括多组UV光学模块，该多组UV光学模块呈矩形排列，设置在一电路板上，组成面阵光源，该UV光学模块包括UVLED芯片及聚光装置，所述UVLED芯片设置在聚光装置下方，并且每个UVLED芯片与每个聚光装置一一对应；所述PCB表面油墨曝光的高均匀度专用光源还包括一套光源控制系统，该系统对所述面阵光源进行亮度控制和故障监控。

所述PCB表面油墨曝光专用高均匀度光源还包括电源，该电源连接所述光源控制系统及UVLED芯片。