CN112808549B - 一种光处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光处理设备，涉及光图案化控制技术领域。该光处理设备，包括：基座、固定在基座上的光源、托盘、以及介于光源与托盘之间的数字化掩模板；其中，托盘上用以放置待处理的基材；数字化掩模板用以根据用户设置的电子图形显示相应的遮光图案，使光源射出的光线穿透数字化掩模板对托盘上的基材进行与遮光图案相反的光处理。本发明中的光处理设备通过数字化掩模板根据用户需求显示与电子图形相应的遮光图案，以此满足数字化掩模板的平面上各个区域的遮/光，实现用户所需的图案化的光线。该实施例中由于数字化掩模板的数控优势，因此没有制版需求，即可满足用户多样化的光图案化需求，提升了处理效率，降低了设备要求，节约了制作成本。

Description

一种光处理设备

技术领域

本发明属于光图案化控制技术领域，尤其涉及一种光处理设备。

背景技术

UV固化机是利用UV光源来固化UV涂料的设备，与UV涂料里的光敏剂起化学反应，瞬间干燥固化的机器。UV光固化机又名UV涂装设备，该设备适用范围广,举凡平面或立体之工件需进行UV涂装之产品均可使用。随着感光材料的不断发展，其应用场景也在不断的扩展，例如集成电路(PCB板)产线中的固化设备、再到3D打印中的固化机、以及美甲用的固化灯等。

虽然上述固化产品的应用已经日趋成熟，但如3D打印中的固化机、美甲用的固化灯是对待光处理的物体进行全方位的光照处理，无法满足图案化的光处理需求，而集成电路(PCB板)产线中的固化设备则需要配合传统掩模的才能实现图案化的光处理，由于掩模存在制版过程，因此无法满足个性化快速的光图案化处理需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种光处理设备,以此解决现有技术中无法满足个性化快速的光图案化处理需求的问题。

在一些说明性实施例中，所述光处理设备，包括：基座、固定在所述基座上的光源、托盘、以及介于光源与托盘之间的数字化掩模板；其中，所述托盘上用以放置待处理的基材；所述数字化掩模板用以根据用户设置的电子图形显示相应的遮光图案，使所述光源射出的光线穿透所述数字化掩模板对所述托盘上的基材进行与所述遮光图案相反的光处理。

在一些说明性实施例中，所述光处理设备，还包括：设置于所述光源与所述数字化掩模板之间、用以防止光线外泄的遮光罩。

在一些说明性实施例中，所述光处理设备，还包括：遮盖所述光源、托盘、数字化掩模板的壳体。

在一些说明性实施例中，所述光处理设备，还包括：装配在所述基座上的移动组件；所述托盘设置于所述移动组件之上，以便于通过所述移动组件将所述托盘抽出进行基材的放/取，以及通过所述移动组件将托盘推入使所述基材与所述数字化掩模板的对准。

在一些说明性实施例中，所述光处理设备，还包括：与所述托盘配合的趋近组件，用以在所述托盘推入时，驱使基材逼近所述数字化掩模板，以及在所述托盘抽出时，驱使基材远离所述数字化掩模板。

在一些说明性实施例中，所述数字化掩模板为数控遮透光显示面板。

在一些说明性实施例中，所述数字化掩模板选用LCD显示面板或OLED显示面板。

在一些说明性实施例中，所述光源发射的光线波长为350～460纳米。

在一些说明性实施例中，所述光源与所述数字化掩模板之间设置有光学透镜，用以将所述光源射出的光线的方向转换为垂直于所述数字化掩模板的方向。

在一些说明性实施例中，所述光处理设备，还包括：设于所述光源背板上的散热组件。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

本发明实施例中的光处理设备通过数字化掩模板根据用户需求显示与电子图形相应的遮光图案，以此满足数字化掩模板的平面上各个区域的遮/光，从而实现用户所需的图案化的光线。该实施例中由于数字化掩模板的数控优势，因此没有制版需求，即可满足用户多样化的光图案化需求，提升了处理效率，降低了设备要求，节约了制作成本。

附图说明

图1是本发明实施例中的光处理设备的结构示例一；

图2是本发明实施例中的光处理设备的结构示例二；

图3是本发明实施例中的数字化掩模板的显示示例；

图4是本发明实施例中的光处理设备的结构示例三；

图5是本发明实施例中的光处理设备的结构示例四；

图6是本发明实施例中的结构示例四的托盘拉出状态示意图；

图7是本发明实施例中的光处理设备的结构示例五；

图8是本发明实施例中的结构示例五的托盘上移状态示意图；

图9是本发明实施例中的光处理设备的结构示例六；

图10是本发明实施例中的结构示例六的托盘推入状态示意图；

图11是本发明实施例中的托盘结构示意图；

图12是本发明实施例中的托盘结构在弹簧压紧状态示意图；

图13是本发明实施例中的遮光罩的结构示意图；

图14是本发明实施例中的壳体的结构示意图；

图15是本发明实施例中的光学透镜的结构示意图；

图16是本发明实施例中光处理设备的结构示例七；

图17是本发明实施例中结构示例七的托盘抽出状态示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。

本发明实施例中公开了一种光处理设备，具体地，如图1-3所示，图1为本发明实施例中光处理设备的结构示例一；图2为本发明实施例中的光处理设备的结构示例二；图3为本发明实施例中的光处理设备的结构示例三；该光处理设备100，包括：光源10、托盘20、以及介于光源10与托盘20之间的数字化掩模板30。其中，光源10用以释放光处理所需的光线；托盘20用以放置待处理的基材200；数字化掩模板30用以根据用户设置的电子图形显示相应的遮光图案31，使光源10射出的光线穿透数字化掩模板30对托盘20上的基材200进行与遮光图案31相反的光处理。在一些实施例中，该光处理设备还包括：固定光源10、托盘20和数字化掩模板30的基座40。

本发明实施例中的数字化掩模板30是一种电子显示面板，其可由系统控制显示面板上的每一个像素点，根据控制需求形成遮光像素点/透光像素点，而这些遮光像素点的组合即构成遮光图案31，而相对的透光像素点的组合即构成与遮光图案相反的透光图案32；遮光图案31和透光图案32共同组合成整个显示面板的显示幅面。

其中，用户设置的电子图形可以与遮光图案31一致，此时透光图案32则与电子图形相反；在其他示例中，亦可使用户设置的电子图形与透光图案32一致，此时遮光图案31则与电子图形相反。电子图形、遮光图案、透光图案的关系可根据开发者、用户进行软件设置/设计。

本发明实施例中的电子显示面板可以选用市面上任何可满足上述需求的数控遮透光显示面板。显示面板例如LCD显示面板、OLED显示面板等。针对传统的显示面板而言，在未通电的显示面板呈黑幕色/绿幕色，在通电情况下即可根据显示需求使每一个像素点转变为遮光/透光，例如传统LCD液晶显示面板，一般包括依次层叠的第一偏光层、第一电极层、液晶层、第二电极层、第二偏光层，由第一电极层和第二电极层对其间的液晶层进行控制，从而使相应的像素点透光/遮光。LCD显示面板的显示原理为公知常识，在此不进行赘述。在一些实施例中，可通过采购市面上的显示屏，去除该显示屏的发光背板和反射层，得到适用于本发明实施例的显示面板。

本发明实施例中的遮光和透光，包含利用显示深色颜色(不透光)得到遮光效果，以及利用显示浅色颜色(透光)得到透光效果。

除传统的显示面板而言，目前市面上所出现的透明(透光)显示面板，亦可满足本发明实施例中的各像素点的遮光/透光需求，即利用显示深色颜色(不透光)得到遮光效果，其余部分则仍然为透明状态。

本发明实施例中的光处理设备通过数字化掩模板根据用户需求显示与电子图形相应的遮光图案，以此满足数字化掩模板的平面上各个区域的遮/透光，从而实现用户所需的图案化的光线。该实施例中由于数字化掩模板的数控优势，因此没有制版需求，即可满足用户多样化的光图案化需求，提升了处理效率，降低了设备要求，节约了制作成本。

在一般情况下，本发明实施例中的光源10、托盘20(基材200)和数字化掩模板30为竖直相对结构，其可如图1所示，沿竖直方向堆叠放置，亦可如图4所示，沿水平方向设置，又或者以其它任意角度进行相对设置。在一些变劣方案中，光源10、托盘20(基材200)和数字化掩模板30三者位置亦可不完全满足竖直相对设置，亦可达到一定程度的效果，又或者需要配置额外的光转向组件，增加设备成本和设备复杂度。

在一些实施例中，光处理设备中为了实现光源、数字化掩模板和托盘(基材)的竖直相对，其可包括必要的支座、支架、框架等支撑固定结构。

在一些实施例中，光源10与数字化掩模板30之间的距离范围可为10～500mm。优选地，光源10与数字化掩模板30之间的距离设置为100～250mm，该范围下可以降低光源10射出的发散光(非垂直于数字化掩模板30的光线)对光处理精度的影响，从而提升光处理设备的光线精度；另一方面该范围下可以保证光源射出并达到数字化掩模板的光线强度，从而可降低光处理的时间，提升光处理的效率，降低设备能耗；再有，该范围下也有利于光处理设备的小型化需求，避免光路过长造成设备尺寸过大的问题。

在一些实施例中，数字化掩模板30与托盘20上的基材200之间的距离范围可在0～30mm，该范围下可以降低发散光对光精度的影响，从而使穿透数字化掩模板30的光线尽可能的照射在与其相对的基材200的目标区域上，避免光线照射在基材200的非目标区域上。优选地，数字化掩模板30与托盘20上的基材200之间的距离范围可在0～5mm，该范围下可良好的降低发散光的影响，另一方面也易于实施基材的放置/更换、及基材与数字化掩模板的对位对准，避免基材与数字化掩模板在对位时的接触摩擦造成基材与数字化掩模板的划伤。

数字化掩模板30与托盘20之间的距离可参考上述数字化掩模板30与基材200之间的距离进行设计，以此满足数字化掩模板与基材之间的距离满足上述要求。

在一些实施例中，光源10、数字化掩模板30、托盘20之间的位置可进行调节，以此满足设计者或用户的使用需求。

在一些实施例中，出厂后的光处理设备100中光源10、数字化掩模板30、托盘20的位置固定，鉴于数字化掩模板30与托盘20之间的距离较小，可通过侧滑的方式将实现基材200在托盘20上的放/取，托盘20上可根据基材尺寸设置相应的滑槽对基材进行导向、卡持等对位、固定结构。

如图5-6所示，在另一些实施例中，光处理设备100，还可包括：移动组件21，与托盘20连接/配合，用以带动托盘20自与数字化掩模板30相对位置的移出和移入，从而实现在托盘20移出时，可使用户进行基材的放/取，以及在基材放置后，实现托盘20的移入，使基材200与数字化掩模板30之间的对准。其中，移动组件21不限于转动结构、滑轨结构、伸缩结构等。

优选地，移动组件21可采用滑轨驱动的托盘座21，该托盘座21通过滑轨固定在基座40上；托盘20装配在托盘座21上，当托盘座21通过滑轨抽出时，用户可进行对基材的操作，当托盘座21完全推入时，托盘20上的基材200实现与数字化掩模板30之间的对准。

本发明实施例中的基材200在托盘20上的固定方式不限于卡台、卡持、夹具、吸附、粘贴等。优选地，托盘20上设置有定位柱，该定位柱用以与基材上的定位孔配合，基材通过定位孔套在定位柱上实现位置固定。

如图7-8所示，在一些实施例中，光处理设备100，还可包括：趋近组件22，与托盘20连接/配合，用以当托盘20上的基材200与数字化掩模板30之间对准时/后，驱使托盘20带动基材200向数字化掩模板30逼近，从而缩小基材200与数字化掩模板30之间的间距，甚至使基材200直接贴附在数字化掩模板30上，达到数字化掩模板30与基材200之间0间距的效果。同时该设计有利于避免基材200与数字化掩模板30之间的摩擦，降低对两者产生划痕的概率。该趋近组件22不限于升降台、弹簧、滑轨、卡台等。

如图9-10所示，在一优选实施例中，趋近组件22可包括：设置在托盘座21上的倾斜滑槽221，该倾斜滑槽221的导向方向与托盘座21的移动方向相同，以及向托盘座21的推入方向向下倾斜，托盘20通过该倾斜滑槽221装配在托盘座21上，托盘20可沿该倾斜滑槽221在托盘座21上进行移动；其中，由于该倾斜滑槽221的向托盘座21的推入方向向下倾斜，因此托盘20通过倾斜滑槽221向推入方向移动时，其位置相对于数字化掩模板30而言，竖直相对距离变大；相反的，当托盘20通过倾斜滑槽221向抽出方向移动时，其位置相对于数字化掩模板30而言，竖直相对距离减小。在一般情况下，托盘20会由于自身重力的原因，产生向倾斜滑槽221的低端移动的作用力，以及在无外力作用下，托盘20会始终处于倾斜滑槽221的低端；该贴近组件22，还包括：定位挡板222，设置在托盘20的移动路径上，用以阻挡托盘20的移动，配合托盘座21和倾斜滑槽221的作用，使托盘20上的基材200对准且贴近数字化掩模板30。该实施例中，当托盘座21自外向内推入时，托盘20位于倾斜滑槽221的低端，而当托盘座21的逐步推入的过程中，托盘20与定位挡板222接触，并由于定位挡板222的阻挡，开始相对于倾斜滑槽221产生反向移动，从而沿着倾斜滑槽221逐步攀升，进而使托盘20上的基材200逼近数字化掩模板30。其中，在托盘座21完全推入后，托盘20位于倾斜滑槽221另一侧的高端位置时，托盘20上的基材200与数字化掩模板30对准。

该实施例中利用倾斜滑槽221、定位挡板222、以及托盘座21的推入，实现了基材200向数字化掩模板30的逼近，并且由于倾斜滑槽221的作用，使基材200与数字化掩模板30对位的过程中，不会产生相对摩擦。

如图11-12，在一些实施例中，趋近组件22，还可包括：设置在托盘20背面(放置基材的相对另一侧)的弹簧机构223，其在托盘20位于倾斜滑槽221的高端位置时，释放其弹性，将托盘20顶向数字化掩模板30，使基材200进一步逼近数字化掩模板30。具体地，托盘20通过弹簧机构223固定在底板224上，底板224配合托盘座21上的倾斜滑槽221进行滑动。

再有，定位挡板222与托盘20上可设置有相互配合的磁性吸合组件，该磁性吸合组件用以对托盘施加其沿着倾斜滑槽221向其低端移动的驱动力，该实施例用以辅助增强重力作用，使其在滑动的过程中，尽可能主动向倾斜滑槽221趋近。

在一些实施例中，本发明实施例中的光源10适用于任何波段的光线，而当使用对人体有危害的波段的情况下，可通过在光源10与数字化掩模板30之间设置阻光外泄的遮光罩50。

如图13所示，优选地，光源10、遮光罩50和数字化掩模板30形成封闭腔体，只有当光源和数字化掩模板共同启用工作时，光源从该封闭腔体的数字化掩模板的透光图案处射出图案一致的光线。该实施例中，光源和数字化掩模板可设置在遮光罩的相对一侧，例如光源10设置在遮光罩50的顶部，其照射方向向下，数字化掩模板设置在与光源相对的遮光罩的底部。

优选地，由光源、遮光罩和数字化掩模板形成的封闭腔体的腔内为真空结构，用以避免杂质影响光线的传播。

在另一些实施例中，针对光源选用不对人体存在危害的波段的情况下，亦可设置上述遮光罩，以此达到封闭式光处理环境，避免对外界的光线影响。

优选地，针对于光固化处理的情况下，光源一般选用光线波长为350～460纳米的光源组件，常用的光线波长如365nm的紫外光、395nm的紫外光、405nm的兰紫光等。本发明实施例中的光源的选用可根据具体针对的感光材料(如感光树脂材料)进行选定。在一些实施例中，亦可选用可发射多波段的光源，配合阻隔/透射不同光线的阻光板获得目标波长的光线。

如图14所示，在一些实施例中，光处理设备100，还包括：壳体60，该壳体60可用以配合基座40容纳光源10、托盘20、数字化掩模板30等组件/模块。该壳体可以为全封闭壳体或半封闭壳体，从而实现对设备的整体或局部的遮挡/包装。针对于全封闭壳体结构而言，可通过组合的方式实现，在一些情况下，用户可通过打开该组合结构，从而进行更换/调整基材、组件等，在操作完成后，在将壳体进行组合封闭。在一些实施例中，壳体60与基座40可为一体化结构。

在一些实施例中，光处理设备，还包括：控制模块，分别与光处理设备中的电子功能模块(例如数字化掩模板、光源等)连接，以此实现对各电子功能模块的系统控制。控制模块可为集成电路板、控制仪、处理器等，其直接采购市面上的控制模块。

在一些实施例中，光处理设备，还可包括：显示组件，可用以显示数字化掩模板所用的电子图形数据，以及光处理设备的各项运行参数信息等。该显示组件与控制模块连接。

在一些实施例中，光处理设备，还可包括：按键组件，可满足光处理设备的独立控制，包括但不限于设备开关按钮、数据切换键、功率调节按键等。该按键组件与控制模块连接。

在一些实施例中，显示组件和按键组件中的全部/部分功能可通过采用触摸屏实现相应的控制与显示。

在一些实施例中，光处理设备，还可包括：数据接口组件，可用于连接外部终端设备，实现外部终端设备对光处理设备的系统控制；又或者，数据接口组件直接连接外部存储设备，获取该存储设备中的数字化掩模板所用的电子图形数据。该数据接口组件与控制模块连接。

在一些实施例中，光处理设备还包括必要电源模块，在此不再赘述。

在一些实施例中，光处理设备中还可包含散热组件，用以降低光处理设备的热量，保证光处理设备的持续稳定的运行。

在一些实施例中，光源可选用矩阵式发光组件，包括：反射背板、固定在反射背板上的发光元件。反射背板靠近发光元件的一侧具有金属发射面，用以将光线集中于发光元件的一侧。优选地，散热组件装配在反射背板远离发光元件的另一侧，用以带着光源所产生的热量。

如图15所示，在一些实施例中，光源10与数字化掩模板30之间设置有光学透镜12，用以将光源10发射出的发散光转变为均匀的、垂直于数字化掩模板30的方向的光线。该光学透镜12可采用塑料、石英玻璃等材质。

本发明中的上述实施例可任意组合，所构成的方案均在本申请的保护范围之内。

如图16-17所示，进一步的，本发明实施例中公开了一种光处理设备的优选实施例，该实施例中的光处理设备，包括：基座40、通过滑轨装配在基座40上的托盘座21、托盘座21上设置有倾斜滑槽221，托盘20通过倾斜滑槽221装配在托盘座21上，托盘20的移动路径上设置有定位挡板222，用以配合倾斜滑槽221将托盘20限定在目标位置(与数字化掩模板30水平方向相对位置，以及竖直方向目标间距)；位于该目标位置的正上方架设有数字化掩模板30，数字化掩模板30的正上方架设有光源10，光源10和数字化掩模板30之间环绕式设置有遮光罩50，光源10、数字化掩模板30和遮光罩50共同构成封闭腔体，该封闭腔体内介于光源10、数字化掩模板30的位置处设置有光学透镜12；光源10的外部设有散热组件11。光处理设备100还包括：壳体60，配合基座40完成对内部组件的遮挡；壳体60相对于托盘座21的滑动方向上开设有物料口，该物料口用以托盘座21的推入和抽出；其中，托盘座21的外侧面设置有与该物料口形状相应的挡板，用以在托盘座21推入后配合壳体60形成封闭结构(类似于抽屉)。壳体60的外侧还设置有电源接口、数据接口组件、显示组件、按键组件等，壳体60的内部还设置有控制模块70，该控制模块70分别与电源接口、数据接口组件、显示组件、按键组件、光源10和数字化掩模板30连接。

优选地，托盘20的底部设置有压紧弹簧223，用以在托盘20移动至倾斜滑槽221的高端处使释放弹性，推动托盘20逼近数字化掩模板30。

本发明实施例中的光处理设备适用于光图案化固化设备，尤其适于实现电路板上的感光材料的光固化处理。

本发明实施例中的基材200适用于表面贴附有感光干膜的基材，又或者表面具有预固化的涂层的基材，感光材料不限于阻焊剂、感光树脂等。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims (8)

1.一种光处理设备，其特征在于，包括：基座、固定在所述基座上的光源、托盘、以及介于光源与托盘之间的数字化掩模板；其中，所述托盘上用以放置待处理的基材；所述数字化掩模板用以根据用户设置的电子图形显示相应的遮光图案，使所述光源射出的光线穿透所述数字化掩模板对所述托盘上的基材进行与所述遮光图案相反的光处理；

还包括：

通过滑轨固定在所述基座上的托盘座，其上设有倾斜滑槽，该倾斜滑槽的导向方向与托盘座的移动方向相同且沿托盘座的推入方向向下倾斜；

所述托盘通过其背面连接弹簧机构固定在底板上，所述底板在所述倾斜滑槽上配合滑动；

定位挡板，设置在托盘的移动路径上，用以阻挡托盘的移动，配合托盘座和倾斜滑槽，在托盘座推入的过程中使托盘上的基材对准且贴近数字化掩模板，以及在托盘座抽出的过程中使托盘上的基材远离数字化掩模板。

2.根据权利要求1所述的光处理设备，其特征在于，还包括：设置于所述光源与所述数字化掩模板之间、用以防止光线外泄的遮光罩。

3.根据权利要求1所述的光处理设备，其特征在于，还包括：遮盖所述光源、托盘、数字化掩模板的壳体。

4.根据权利要求1所述的光处理设备，其特征在于，所述数字化掩模板为数控遮透光显示面板。

5.根据权利要求1所述的光处理设备，其特征在于，所述数字化掩模板选用LCD显示面板或OLED显示面板。

6.根据权利要求1所述的光处理设备，其特征在于，所述光源发射的光线波长为350～460纳米。

7.根据权利要求1所述的光处理设备，其特征在于，所述光源与所述数字化掩模板之间设置有光学透镜，用以将所述光源射出的光线的方向转换为垂直于所述数字化掩模板的方向。

8.根据权利要求1所述的光处理设备，其特征在于，还包括：设于所述光源背板上的散热组件。