志聖關鍵核心技術:UV LED燈源與解析

光學自主能力:散射光系統 VS 平行光系統

• 散射光系統設計模擬：由志聖自主模擬架構以長電弧汞燈作為光源的曝光系統，優勢在於成本低廉，適合多種光阻固化
  
• 平行光系統設計模擬：以高壓短弧燈作為光源，藉由短電弧趨近點光源，可經由光學鏡組檢整光源成較準直的光線，CSUN自行模擬設計幾何光路與光學元件設計。分為集光系統、均光系統以及平行光轉換系統。此系統優勢在於光線準直均勻
  

自主LED光源模擬建模設計

模擬設計使用ZEMAX光學模擬軟體及高照度UV-LED的實測光源檔來搭配設計，模組化設計前針對單光源做優化設計檢整，二次光學元件的所有曲面需配合LED特性設計，包含外部的拋物面Compound Parabolic Concentrator (CPC)，以及鏡片中央的非球面鏡。CPC主要針對透過孔徑大小、角度、長度等參數的設定描繪出TIR Lens 的整體拋物狀外觀，並修正大角度光線的全反射情形，中間的非球面鏡則透過曲率半徑、圓錐常數及其他高階係數的調整可修正小角度的光線，再搭配前後端孔徑大小則可修正LED所發出的大角度光線

ZEMAX 準直透鏡設計優化

 

光源模組排列示意與光線追跡

光源模組為兩排小模組串連成Light Bar的方式來設計，每片模組具有兩單元，一個單元為十數顆LED，此線光源共有數十個上述設計的光學系統總成。模擬時是擬真設計，因此安排了 符合線光源 的 UV LED光源數量，一顆UV LED搭配一顆二次光學透鏡，因此共有數百餘顆UV LED。光源Light Bar 的四周再加入相關機構元件以符合實際狀況

曝光檯面為距離UV-LED光源 100 ~ 500 mm 的 Detector，Detector大小為符合實際曝光檯面大小之尺寸

光源模擬模組設計

模擬時需在Object Type 設定指定選用的Source File、自主設計開發的石英二次透鏡CAD檔、二次透鏡固定件及固定板等，並將之全部陣列化，至於對應實際曝光區域的模擬曝光檯面，在Object Type 則需選定 Detector Recangle，由於UV-LED燈條移載曝光方向為延短邊方向移動，且短邊線上任一點皆經由相同之UV-LED掃描經過

燈源光角驗證及配光曲線圖

將開模生產之二次光學透鏡，搭配選用之LED光源，並用光角分析儀量測燈源之光角，可由下方配光曲線圖觀察出，所量測之光角分布相當準直，這也是細線路曝光 (L/S 10/10um以下) 成功之關鍵

高強度曝光燈源

高解析曝光燈源

高解析進階曝光燈源