厂内曝光用灯源介绍

,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片本文樣式,第二階層,第三階層,第四階層,第五階層,#,一、,一般光源介紹,光源可分為下列三種：,(1)燃燒的火光，利用可燃物質之燃燒以產,生光者。,(2)太陽光，此為不必付出代價即可得之自,然光。,(3)電光,a.,白熾電燈，利用電流通過真空電燈泡,中之碳絲或鎢絲而產生的熱光。,b.,放電燈,1.電弧燈，如碳極弧燈及汞蒸汽弧燈。,2.輝光燈，如氣放電燈。,3.螢光燈(如日光燈),二、,紫外線放射機構,以水銀弧光燈(,mercury arc lamp),為例，當電流通過一個內部充滿惰性氣體和金屬蒸汽的玻璃封管時，就會產生弧光。簡單的原理為封管內游離電子經電場加速後本身具有足夠能量，可將被其碰撞的惰性氣體(氖)使其發生離子化反應。碰撞後，帶正電之氖離子往相反電極方向走，再碰到電子時發生互相結合，而成中性。因其碰撞及正負結合的能量，使產生一種激發態之氖原子。這種激發態之氖原子壽命較長，可再將激發能轉移給封內同時存在的金屬蒸汽(汞)，使其亦被激發。此種激發態汞再以放出光能的方式將能量釋出，以回到安定狀態。其表示式如下：,Ne(,氖)+,e,-,(,加速電子)-,Ne,+,+2e,-,Ne,+,+e,-,-Ne,*,(*,電子激發態),Ne,*,+Hg-Ne+Hg,*,Ne,*,+Hg-Hg+,光,三、目前曝光用之,UV,燈管,目前廠內曝光用之,UV,燈管皆為弧光放電(,Arc discharge),燈管，所謂弧光放電是指，當放電電壓高到某一值，而放電電流又未受到限流電阻限制時，所發生的電型態。其主要特點是放電電流密度很大，而管壓降低很低，一般輝光放電(,glow discharge),的電流強度是幾毫安，而弧光放電電流強度是幾十安培到幾百安培。有兩種類型的弧光放電：熱陰極弧光放電和冷陰極弧光放電。,1.熱陰極弧光放電：靠高溫使陰極電子發射來,維持放電。放電電極一般用熔點很高的材料,，如石墨、鎢等作成。此型之熱電極在點燈,過程中會損耗，壽命低，目前廠內採用此型。,2.冷陰極弧光放電：靠陰極表面附近強大的電,場引起陰極材料的電子發射。放電電極由熔,點很低的材料，如銅作成。此型電極在點燈,時無損耗，壽命長。,對於放電燈而言，依弧光尺寸大小尚可區分為：,1.Point：,例如,，super-high pressure mercury,arc lamp,和,Xenon short arc lamp,2.Medium：,例如,，short are metal halide lamp。,3.Long：,例如,，high pressure mercruy arc lamp、,low pressure mercury arc lamp,和,Xenon long,arc lamp,等等,。,根據近軸理論得知，弧光長度(arc length)影響光之平行性，弧光短可視為點光源，此亦可得到較佳之平行光。,對於使用石英當真空管而言，依真空管之材質亦可分成：有臭氧石英及無臭氧(ozone free)石英兩種。無臭氧石英，係在石英燈管中加入適當的添加劑，來濾除會造成臭氧產生的波長遠200nm以下之光會吸收氧氣而產生臭氧)。無臭氧燈比臭氧燈之硬化能力減少10%30%。,弧光燈是主要的紫外線光源，其中又以水銀弧光燈和金屬鹵素燈為主,：,(一)水銀弧光燈(,mercury arc lamp),依使用時水銀之蒸汽壓不同而區分為低壓,(,low pressure)、,高壓(,high pressure),和,超高壓水銀燈(,super high pressure),a.,低壓水銀弧光燈(,low pressure mercury,arc lamp),操作溫度為室溫，水銀蒸汽壓約為,110,Pa，,所以發出之光為線狀光譜(不連續),，紫外光以254,nm,和180,nm,波長為主。一般所,用的日光燈(螢光燈)亦是由低壓水銀燈一種，,其發光波長是由管壁上所塗佈的螢光體所決,定。,b.,高壓水銀弧光燈(,high pressure mercury,arc lamp),正常運作時，水銀蒸汽壓約在,110,atm，,其所使用之石英管可容許180,nm,紅外線的光穿透，亦可承受劇烈的溫度變化,踢度；從內部放電5727,0,C、,外壁的800,0,C,到電,極的300,0,C。,石英在1700,0,C,的高溫下仍呈透明,狀，但在水銀燈操作下，當管壁超過1000時，,逐漸造成表面灰白現象，影響透光性。,c.,超高壓水銀弧光燈(,super high pressure,mercury arc lamp),運作時水銀蒸汽壓約在30100,atm，,與低、,高壓不同的是，超高壓水銀燈弧光短,(,short arc)，,是一種點光源。因此，容易,利用光學鏡片達到特殊的效果，如平行聚光,，可得到平行且強度均勻的照射效果;所以在,需要高解析度的場合，如平行曝光機(1350)，,就使用此類水銀燈。,(二)金屬鹵素燈(,metal halide lamp),金屬鹵素燈之結構與高壓水銀燈非常相似，只,是在發光管內除了水銀之外還封入鹵化物，金,屬鹵素燈之光譜較為連續性，200,nm 450nm,範圍之發光效率高，且長波長域較為豐富。實,用面上對於比較後之塗膜，著色塗料特別有效，,如,EXM-2000,型,S/M,曝光機。,四、水銀弧光燈之製作,Connecting evacuation tube,Electrode,Sealing metal foil,Bulb,Tungsten rod,Rolled metal foil,Quartz tube,Forming,Inspection,Chemical treatment,Thermal treatment,Cutting,Chemical treatment,Washing and drying,Filling buffer gas in,Sealing,Putting mercury in,Evacuation,Finishing,Operation test,Appearance Inspection,Packing,Pre-sealing,Assembling electrode parts,Forming,五、,UV,燈管選購,1,.外形搭配,2.弧光尺寸：平行或非行光之選擇,3.波長範圍與強度：與光阻特性合併考量,4.發光效率：其定義為每瓦電力的輸出光束,(,lm/w),5.,燈泡壽命,