曝光原理与曝光机介绍
曝光原理与曝光机
曝光原理与曝光机曝光原理是指在摄影中，通过适当的光线照射在感光材料上，使其暴露于光线下，从而形成影像的过程。
在摄影中，曝光是指控制光线进入相机，照射到感光材料上的过程。
曝光的主要目的是控制图像的亮度、对比度和色彩等参数，从而获得所需的影像效果。
曝光原理有三个基本要素：光圈、快门速度和感光度。
其中，光圈是相机镜头内能够控制的光线进入量的大小。
光圈的大小由光圈值表示，一般用"F数"来表示。
快门速度是相机内部控制快门的开关打开与关闭时间的长短，一般用秒为单位表示。
而感光度则是指感光材料对光线敏感的程度，一般用ISO值表示。
曝光机是实现曝光原理的设备，用于控制光线的进入量。
常见的曝光机包括相机、曝光仪、灯具等。
不同类型的曝光机有不同的功能和操作方式。
在摄影中，在确定了所要拍摄的场景和主题后，摄影师需要根据所需的影像效果来决定曝光的参数。
首先是选择适当的光圈，根据拍摄对象和光线条件来调整光圈大小。
光圈越大，光线进入量越大，图像就会更亮；光圈越小，光线进入量越小，图像就会更暗。
其次是选择适当的快门速度，根据拍摄对象的运动状态来决定快门速度的长短。
快门速度越快，快门打开时间越短，图像就会更清晰；快门速度越慢，快门打开时间越长，图像就会更模糊。
最后是选择适当的感光度，根据光线条件来调整感光度的大小。
感光度越高，图像就会更亮，但同时也容易产生噪点；感光度越低，图像就会更暗，但同时也会减少噪点。
总之，曝光原理是摄影中非常重要的基础知识，掌握曝光原理和曝光机的使用方法，能够帮助摄影师更好地控制光线，并获得所需的影像效果。
曝光机概论培训资料
05
曝光机常见故障与维护
曝光机常见故障分析
故障一
曝光机无法正常启动。原因可能有 电源线接触不良、电源适配器故障 、主板故障等。
故障二
曝光机运行不稳定。可能由于电压 波动、电磁干扰、轴承损坏、转盘 不平整等引起。
故障三
曝光机曝光精度不足。可能是因为 镜头畸变、对焦不准、曝光时间不 足或过长等导致。
曝光机发展趋势与展望
曝光机技术发展前沿
光学系统设计优化
提高光束质量，增强曝光分辨率和精度。
光源技术的突破
采用新型光源，如X射线自由电子激光和超短脉冲激光，提高曝光速度和能量密度。
智能制造技术的应用
结合机器视觉、人工智能等先进技术，实现自动化、智能化曝光控制。
曝光机应用领域拓展方向
微电子制造
应用于集成电路、微电子器件 等制造领域，提高生产效率和
产品质量。
纳米科技
应用于纳米材料、纳米结构等研 究领域，推动纳米科技的发展和 应用。
生物医学工程
应用于组织工程、细胞培养等生物 医学领域，促进生物医学工程的发 展和创新。
曝光机产业发展前景展望
要点一
市场前景广阔
要点二
技术创新与产业升级
随着微电子制造、纳米科技和生物医 学工程等领域的快速发展，曝光机市 场需求持续增长，具有巨大的市场潜 力。
04
曝光机性能评估与优化曝光机 Nhomakorabea能参数光源亮度
光源寿命
曝光机所采用的光源亮度会直接影响到曝光 效果和生产效率。
光源寿命的长短不仅影响到曝光机的性能稳 定性和可靠性，还会影响到生产成本。
均匀性
稳定性
光源照射区域的均匀性对于曝光质量的影响 至关重要。
曝光原理与曝光机介绍
定期保养
按照制造商的推荐，定期对曝 光机进行全面的保养和维护， 以保证其正常运行和使用寿命
。
曝光机常见故障及排除方法
原稿不曝光
检查原稿是否放置平整，确保无遮挡； 检查曝光机的光源是否正常工作。
曝光过度或不足
调整曝光机的曝光参数，根据原稿的 材质和厚度等因素进行适当调整。
量。
通过合理的曝光控制，可以 获得具有高分辨率、高对比 度和高色彩还原度的图像或
文字。
在科学研究和技术应用中，曝 光原理也具有广泛的应用，如 生物显微成像、天文观测和微
电子制造等。
曝光原理的应用领域
摄影
在摄影中，曝光原理用于将景物转化为照片，通过调整曝 光时间和光圈大小等参数，可以获得不同效果的照片。
ERA
曝光机的结构
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0紫外灯、激光等。
反射镜和透镜系统
控制光束的方向和聚焦，确保 光束准确投射到掩模版上。
掩模版
承载电路图形，使光束通过或 阻挡。
工作台
承载硅片或玻璃基板，进行精 确的平移和旋转。
曝光机的工作原理
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光源发出的光束经过反射镜和 透镜系统的控制，投射到掩模
设置曝光参数
根据原稿的材质、厚度等因素， 调整曝光机的曝光时间和光源 亮度等参数。
取出原稿
曝光完成后，取出原稿，注意 避免触碰原稿表面，以免影响 曝光效果。
曝光机的维护保养
清洁机身
定期使用干燥的软布擦拭曝光 机表面，保持机身清洁。
检查光源
定期检查曝光机的光源是否正 常，如有损坏应及时更换。
《曝光机要点技术》课件
机械故障表现为运动部件异常、卡滞或磨损；电路故障表现为电源故障、传感器故障或控制电路故障；软件故障表现为程序崩溃、数据传输错误或系统更新失败。解决方案包括定期维护保养、检查更换损坏部件、修复电路故障和更新软件系统等。
总结词
06
CHAPTER
曝光机维护与保养
每天使用柔软的干布擦拭曝光机表面，保持清洁。
详细描述
高精度和高分辨率的曝光机需要采用先进的曝光技术，如光学曝光、电子束曝光等，同时还需要采用精密的制造工艺，如超精密加工、纳米加工等，以确保设备的稳定性和可靠性。
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总结词：高效能和稳定性是曝光机发展的另一个重要趋势。详细描述：高效能的曝光机能够提高生产效率，降低生产成本，而高稳定性的曝光机能够保证设备的长期可靠运行，减少维护和维修成本。为了实现高效能和稳定性，需要采用先进的控制系统和精密的部件。总结词：高效的控制系统能够实现快速、准确的运动控制和精密的定位控制。详细描述：先进的控制系统能够实现快速、准确的运动控制和精密的定位控制，从而提高设备的加工效率和精度。同时，高效的控制系统还能够实现设备的自动化和智能化，进一步提高设备的生产效率和稳定性。
总结词：智能化和自动化已经成为现代曝光机的重要特征。详细描述：智能化和自动化的曝光机能够实现自动化加工、智能化检测和故障诊断等功能，从而提高设备的生产效率和可靠性。智能化和自动化的曝光机还能够减少人工干预，降低人为因素对设备精度和稳定性的影响。总结词：为了实现智能化和自动化，需要采用先进的人工智能技术和传感器技术。详细描述：先进的人工智能技术能够实现设备的自适应控制和自主学习，从而提高设备的智能化水平。传感器技术则能够实现设备的实时监测和故障预警，进一步提高设备的可靠性和稳定性。
曝光原理与曝光机介绍高启清PPT课件
各種UV燈管光譜分佈比較
水銀燈 光阻聚合365nm 汞氙燈
金屬鹵化物燈
毛細燈
線路曝光作業的考量因素
利用UV聚合作用將線路內容精確移轉至光阻上
• 作業要求
• 達到最佳光阻解析能力
–底片尺寸穩定
–曝光能量↑時，解析度↓
–提高光阻與銅面附著力 –曝光顯像後光阻側壁垂
• Soft Contact Exposure 底片與板面 密貼但不吸真空，平行 光可用。
• Hard Contact Exposure底片與板面密 貼且吸真空，散射光一 定要用
手動曝光設備
手動散射光曝光機
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/23
線路曝光機 UVE-5K
• 5KW毛細燈 • 有效範圍: 740 x
直且殘足短
• 光阻種類
–乾膜(壓膜機) –濕膜(滾塗/浸塗)
–曝光能量↑時，聚合效果 及抗化性↑
–達到光阻最佳工作區間 →準確的能量控制
–Off Contact↑時，解析度 ↓ →提高底片與板面真空 密貼程度
乾膜壓膜設備的考量因素
最佳的貼合效果 ─ 溫度、壓力及速度的配合
• 預熱
–加熱銅面而非底材
• 負型光阻
–感光聚合，形成高分 子顯像時不會溶解
–有殘足問題
光阻感光聚合過程
紫外線照射 UV Radiation
啟始劑裂解
出現自由基
Photoinitiator
Free Radical R’
自由基轉移
Transfer Free Radical
單體吸收自由基
形成聚合體
顯像
Monomer + R’
wb曝光机原理
wb曝光机原理
WB曝光机是一种常见的光学设备，它通过特定的工作原理来实现图像的曝光。
WB即Wide Band，它能够产生一定频率范围内的宽带光源，使曝光的效果更加均匀。
WB曝光机的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 光源发出：WB曝光机内部配备了一种特殊的光源，它能够产生宽带光，即包含多种波长的光线。
这种光源可以提供更加均匀的照明效果，使得曝光的结果更加准确。
2. 光路调节：WB曝光机通过光学元件对光路进行调节，使得光线的传输更加稳定。
这些光学元件包括透镜、反射镜等，它们能够对光线进行聚焦、反射等操作，确保光线能够准确地照射到待曝光的目标物上。
3. 曝光控制：WB曝光机内部还配备了曝光控制系统，它能够根据不同的曝光需求来调节光线的强弱和时间。
通过控制光线的强度和曝光时间，可以实现对图像的不同曝光效果，使得目标物在摄像机中呈现出理想的亮度和对比度。
4. 曝光结果显示：WB曝光机通常还配备了显示屏，用于实时显示曝光结果。
这样，操作人员可以根据显示屏上的图像情况来判断曝光效果是否满意，并根据需要进行进一步的调整。
总的来说，WB曝光机通过特定的光学原理和控制系统，能够提供均匀且准确的曝光效果。
它在各种摄影、印刷和制造领域都得到了广泛应用，为人们的生活和工作带来了便利和效益。
曝光机工作原理
曝光机工作原理曝光机是制作PCB电路板的重要设备之一，其作用是将PCB板上的相片阴影图案进行曝光，转化成高精度电路图案，为后续的电路板生产打下坚实的基础。
曝光机是一个基本的光学系统，它的核心部件是曝光头，而曝光头由高压汞灯、反射镜、两块凸透镜、滤光片等部件组成，让我们来了解一下曝光机的工作原理。
1、曝光头部分曝光头是完成曝光的核心部分，通过曝光头中的高压汞灯发射出具有一定波长和强度的紫外线，紫外线经过反射镜反射，通过两个凸透镜来把其成形并照射在PCB板上。
我们知道，电路板上的阴影图案是通过外部的特定彩色照片膜进行转移而来的。
色彩照片膜上膜层可以使紫外线吸收，形成不透明的图案，在曝光时，紫外线透过色彩照片膜的透明部分，照射在PCB板上，使得光敏胶片被曝光。
在曝光头部分中，紫外线的光度、波长、均匀性、反射率、透射率、光斑等参数都是非常关键的，这些参数将直接影响最终PCB板的质量和性能。
在曝光头部分的设计和制造中，必须使用高质量的材料，采用精密的加工工艺和反射光学技术，以性能稳定、耐用可靠、精度高、均匀性好的曝光头产品，对于PCB生产厂家来说是至关重要的。
2、光刻膜部分曝光头照射的主体部分是电路板PCB板上的光敏胶片层。
光敏胶片是以氯化聚偏二氯乙烯为基础材料，掺杂有一个或几个光致发色团的高分子；它具有可成胶性、可还原性、可显影性等特性，薄膜厚度通常为0.01~0.05mm。
因此在PCB板的生产过程中，光敏胶片相当于一个中媒，它将色彩膜转移的图案转移到PCB板上，完成一次性化学反应，形成高精度电路图案。
光敏胶片在曝光完成后，必须进行显影处理，以屏蔽曝光面未被照射到的区域，使得PCB板上的电路图形的精度更加高。
显影液的种类和浓度、温度等参数如何选定，也是影响PCB板质量的重要因素。
3、光学系统部分光学系统是指曝光头能够衔接到的整个光路系统，它主要包括配光系统、滤光片系统、调焦系统等部分。
配光系统是通过不同的光学元件、凸透镜、凹面镜、反射板等，对光线进行分光、集光的过程，使得光线能够以最接近平行的状态照射到PCB板上，实现PCB板曝光时的均匀性和稳定性。
AMOLED与LCD都需要的核心工艺设备曝光机，有几个了解这么多……
AMOLED与LCD都需要的核心工艺设备曝光机，有几个了解这么多……一般光刻在显示领域主要在TFT和CF制程上，光刻的流程分为：上光阻→曝光→显影→显影后检查→CD量测→Overlay量测。
而在整个流程中，今天OLEDindustry 重心来讲讲曝光这段核心工艺及其设备。
曝光，简单点说，就是通过光照射光阻，使其感光。
然后通过显影工艺将曝光完成后的图形处理，以将图形清晰的显现出来的过程。
而整个光刻工艺，则是将图形从光罩上成象到光阻上的过程。
曝光机的原理谈到曝光，那必不可少就要谈到曝光机。
目前大部分曝光设备采用的是非接触式曝光。
原理是紫外光经过MASK对涂有光刻胶的ITO 玻璃曝光，曝光后的玻璃经显影产生与mask板相同的图案。
在曝光显影时, 其曝光系统有一个基本的关系:其中R为最小特征值, 即分辨率的最小距离。
k1 为常熟(瑞利常数)。
λ为曝光光源波长。
NA为透镜的数值孔径, 是光罩对透镜张开的角度的正玹值。
该值最大是1; 先进的曝光机的NA 在0.5 ~ 0.85之间。
可见为了减小最小特征尺寸, 则必须减小曝光光源波长和提高NA值。
ASML最新推出的EUV光刻胶, 可以把波长虽短到13.5 nm。
但是整个光刻活动都在真空环境, 则生产速率较低。
如果采取x-ray。
虽然x-ray波长只有4 ~ 50 , 但是因为其能穿透大部分掩模版切对应光刻胶开发难度较大, 该技术一直没有被采用。
为了在不改变曝光系统的前提下提高NA而改善R值, 可采取的方法有:（1）改变接近式曝光机中镜头和光刻胶的介质, 将其从空气换成其他材料。
通过该方式改变NA值可以是的193 nm技术在满足45 nm工艺节点制程要求的同时, 进一步提高到28 nm制程。
（2）如果将接近式配合二重曝光相想结合, 可以进一步将制程节点缩小到22 nm, 且工艺节点缩小到10 nm。
显示制造中的曝光技术在TFT-LCD的生产中, 根据制作原件的不同其采取的曝光方式也不相同:CF: 主要采取接近式曝光, 其掩模板与基板间距为10 μm左右。
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曝光對乾膜結構的變化
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曝光製程 - 內層
• 內層曝光
– 抗蝕刻 – 光阻塗佈
• 壓膜 Dry Film Lamination • 滾塗 Roller Coating
– 乾膜：壓膜→曝光→顯像→蝕刻→剝膜 膜厚 1.0,1.3 mil，能量 45~60 mj/cm2
– 濕膜：塗佈→預烘→曝光→顯像→蝕刻→剝膜 liquid film 10~15m厚，需100~120 mj/cm2 因無Mylar層可做較細線路，
直且殘足短
• 光阻種類
– 乾膜(壓膜機) – 濕膜(滾塗/浸塗)
– 曝光能量↑時，聚合效果及 抗化性↑
– 達到光阻最佳工作區間 →準確的能量控制
– Off Contact↑時，解析度↓ →提高底片與板面真空密 貼程度
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乾膜壓膜設備的考量因素
最佳的貼合效果 ─ 溫度、壓力及速度的配合
• 預熱
– 加熱銅面而非底材
單體吸收自由基
形成聚合體
顯像
Monomer + R’
Polymer
Developing
聚合/交聯
Na2CO3
Polymerization / Cross Linking
• PI + h PI*
• ITX + h ITX*
• ITX* + PI ITX + PI*
• Monomer & Oligomer + PI* Polymer + PI
Capillary: 毛細燈 線路曝光用/ 5 Kw
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各種UV燈管光譜分佈比較
水銀燈 光阻聚合365nm 汞氙燈
金屬鹵化物燈
毛細燈
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線路曝光作業的考量因素
利用UV聚合作用將線路內容精確移轉至光阻上
• 作業要求
• 達到最佳光阻解析能力
– 底片尺寸穩定
– 曝光能量↑時，解析度↓
– 提高光阻與銅面附著力 – 曝光顯像後光阻側壁垂
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手動曝光設備
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手動散射光曝光機
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線路曝光機 UVE-5K
• 5KW毛細燈 • 有效範圍: 740 x 610 •均勻度:85% • Mylar 對玻璃雙檯框 •人機界面操作
– 檯框獨立能量控制 – 故障點顯示 – 檯面自動電磁鎖 – 真空度不足時不曝光
– 感光分解，顯像時溶 解
– 正型光阻可製作出較 細線路
• 負型光阻
– 感光聚合，形成高分 子顯像時光聚合過程
紫外線照射 UV Radiation
啟始劑裂解 Photoinitiator
自由基轉移 Transfer Free Radical
出現自由基 Free Radical R’
曝光原理與曝光機
2000/6/1
課程綱要
• 曝光原理 • 手動線路曝光設備 • 手動防焊曝光設備 • 平行光系統 • 自動曝光設備
2
線路影像移轉方式的演進
• 雷射直接成像 LDI(2 mil)
• 平行光曝光(2 mil)
• 散射光曝光(5 mil)
?
• 印刷(8 mil)
3
曝光原理
4
光阻劑種類
– 塗佈→預烤→曝光→顯像→UV硬化→後烘烤 約1 mil厚，能量 400~600 mj/cm2
– 曝光時需抽真空使底片密貼板材並隔絕氧氣使聚合 反應加速完成
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各種 UV 曝光燈管
Long Arc: 水銀燈/金屬鹵化物燈 Short Arc:汞氙短弧燈
防焊曝光用/ 7, 8, 9, 10 Kw
平行光曝光用/ 3.5, 5, 8 Kw
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各種 UV曝光量表
• EIT UVIRad • UVA(365)波長 • 測量能量
• IL 1400 • UVA 單一波長 • 測量強度/能量
• ORC 351 • UVA 單一波長 • 測量強度/能量
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曝光格數片
• 格數片原理
• 常見格數片
– 測量曝光量的多少，了 解光阻聚合能力受影響 程度
• 乾膜光阻 Dry Film
– PET + 光阻 + PE
• 液態光阻 Liquid Film
• 防焊乾膜 Dry Film Solder Mask
• 液態感光防焊阻劑 Liquid Photoimageable Solder
Resist (LPSR)
5
UV 曝光原理
6
光阻作用方式
• 正型光阻
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曝光製程 - 外層
• 外層曝光
– 抗電鍍 – 光阻塗佈
• 壓膜 Dry Film Lamination
– 乾膜：壓膜→曝光→顯像→電鍍→剝膜 膜厚 1.3, 1.5 mil
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曝光製程 - 防焊
• 防焊曝光
– 保護銅面 – 塗佈
• 網印 Flood Screen Printing • 簾塗 Curtain Coating • 噴塗 Spray Coating
• 熱壓輪溫度
– 加熱均勻性 – 溫度補充特性
• 熱壓輪壓力
– 熱壓輪壓力均勻性
• 穩定速度控制 • 更細線路→更薄光
阻 (0.6 mil 乾膜) • 膜皺、膜屑防止 • 薄板壓膜適用性 • 設備產塵量控制
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能量對光阻聚合影響
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曝光能量與最佳解析度關係
• 以乾膜曝光而言，為得到最佳乾膜解析能力， 曝光能量有10% 的容許區間，這也是對能量 均勻度的要求
– 因格數片上每一格的光 密度不同，曝光時透光 量每格不同，第一格光 密度最低透光量最多使 光阻感光最足，每增一 格，固定增加一定比例 的光密度
– Dupont Riston 17格、 Riston 25格
– Stouffer 21格、 Stouffer 41格
– Kodak (No.2) 21格
– Hitachi Photec 21格
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UV 曝光測量單位
• UV強度(照度)單位 watt/cm2, milli-watt/cm2
– Intensity (Irradiance) – 製程所需UV強度常不明確
• UV能量(劑量)單位 joule/cm2, milli-joule/cm2
– Energy (Dose) – 所接受能量與時間有關 – 在 1 mw/cm2 下照射 1 秒 = 1 mj/cm2 – 強度對時間曲線下面積 – 是一般常給的操作參數
– 以Riston17為例，每格增 加12%光密度。
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吸真空對曝光影響
• Off Contact Exposure 只有平行光可用
• Soft Contact Exposure 底片與板面密貼但
不吸真空，平行光可用。 • Hard Contact Exposure
底片與板面密貼且吸真 空，散射光一定要用