CN101364526B - 紫外线照射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有能够使对灯进行冷却所需要的氮量减少的结构的紫外线照射装置。本发明的紫外线照射装置包括：放射紫外线的电介质阻挡放电灯(21)、容纳电介质阻挡放电灯的气密性的灯外壳(13)、向灯外壳内提供氮气的氮提供部(18)、构成灯外壳的盖体(12)的低压端子块(17)、以及从该低压端子块(17)突出到灯外壳内的外部电极块(16)，并且在外部电极块(16)上形成有与电介质阻挡放电灯的上半部形状一致的凹条槽(22)。其特征在于，外部电极块(16)由凹条槽与电介质阻挡放电灯的上半部外周面紧贴的导电性的构件构成，在构成电极的同时，还兼当冷却材料。

Description

紫外线照射装置

技术领域

本发明涉及紫外线照射装置。

背景技术

一般地，在对液晶基板等电路基板进行干法清洗时，采用使用了电介质阻挡放电灯(Dielectric Barrier Discharge Lamp)的紫外线照射装置。该电介质阻挡放电灯是由封入了受激准分子生成气体的石英玻璃管构成的受激准分子灯。从而通过给该受激准分子灯施加高频电压，能够使石英玻璃管内的受激准分子生成气体处于受激准分子状态，放射波长为172nm的单波长的紫外线。通过将该波长为172nm的紫外线在大气气氛中照射到如电路基板的被照射物上，使大气中的氧被分解而生成活性氧，键断裂了的有机化合物与活性氧发生反应，生成二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)等，从而使有机化合物的除去变得容易。因此，电介质阻挡放电灯在对上述电路基板等被照射物进行干法清洗的光清洗装置中得到有效运用。

以该电介质阻挡放电灯作为紫外线光源的紫外线照射装置通过日本专利特开2001—23579号公报(专利文献1)为人所知。在光清洗中使用的电介质阻挡放电灯所发出的172nm波长的紫外线由于氧而大大地衰减。因此，在现有的紫外线照射装置中，采用照射窗构件将灯外壳一侧和被照射物一侧的空间分开，在灯外壳内进行氮净化或者氮流动，从而抑制由氧引起的紫外线衰减。而且，为了使紫外线的氧衰减降低而将大气气氛的被照射物和照射窗口之间设定为例如3mm以下的极近的距离，进行紫外线照射。而且，灯外壳一侧也可以具有通过导入的氮对电介质阻挡放电灯进行冷却的结构。

但是，因为现有的紫外线照射装置具有通过导入到灯外壳中的氮对电介质阻挡放电灯进行冷却的结构，为了使电介质阻挡放电灯长时间点亮，并且得到稳定的照度，需要使灯的温度维持在基本恒定的温度上，因此存在着需要大量氮的问题。

专利文献1：日本专利特开2001—23579号公报

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术中的问题而完成的，目的是提供一种具有能够使对灯进行冷却所需要的氮量减少的结构的紫外线照射装置。

本发明的紫外线照射装置，其特征在于，包括：放射紫外线的电介质阻挡放电灯；容纳所述电介质阻挡放电灯、使所述电介质阻挡放电灯所放射的紫外线从窗部透过放出到外部的气密性的灯外壳；构成所述灯外壳的一个侧面的盖体部；形成该盖体部的一部分、且突出到所述灯外壳内、并在该突出部的一个侧面上形成有与所述电介质阻挡放电灯的上半部的形状一致的凹条槽的块状的外部电极部；以及为了向所述灯外壳内提供氮气而在所述灯外壳上设置的氮提供部，形成所述盖体部的一部分的外部电极部的一个侧面部露出到所述灯外壳的外部。

根据本发明的紫外线照射装置，由外部电极构成构件构成灯外壳盖体部的一部分，使电介质阻挡放电灯的上半部的外周面紧贴在该外部电极构成构件的向灯外壳内突出的外部电极部的凹条上，通过给灯外壳的一个侧面上的外部电极构成构件施加高电压，能够通过该导电性的外部电极构成构件在电介质阻挡放电灯的外表面和内部电极之间施加高电压，使电介质阻挡放电灯点亮。

在这样结构的紫外线照射装置中，能够使电介质阻挡放电灯长时间点亮时产生的热从构成灯外壳的盖体部的外部电极构成构件直接散热到外部气氛中，能够与从氮提供部提供到灯外壳内的氮进行的冷却相结合，有效地对电介质阻挡放电灯进行冷却。从而与象现有技术那样仅通过氮对电介质阻挡放电灯进行冷却的情形相比，能够减少氮的使用量。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的紫外线照射装置的剖面图。

图2是上述第一实施方式的紫外线照射装置的分解斜视图。

图3是本发明第二实施方式的紫外线照射装置的剖面图。

图4是本发明第三实施方式的紫外线照射装置的剖面图。

图5是上述第三实施方式的紫外线照射装置的分解斜视图。

图6是本发明第四实施方式的紫外线照射装置的分解斜视图。

图7是本发明第四实施方式的紫外线照射装置的剖面图。

图8是在上述第四实施方式中采用的构件的斜视图。

(元件符号说明)

1，1A，1B  紫外线照射装置

11         框体

12         盖体

13         灯外壳

14         窗构件

16，16A    外部电极块

17         低压端子块

21         电介质阻挡放电灯

22         凹条槽

31         散热块

41         散热片

51         冲孔

52         冲孔金属

具体实施方式

下面根据附图详细说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)

如图1、图2所示，本实施方式的紫外线照射装置1包括由上面开口的框体11和盖体12构成的灯外壳13。该灯外壳13的下表面几乎整个面都成为照射窗口，在该照射窗口部分上装配紫外线透过用窗构件14。

灯外壳13的盖体12由两个侧面的侧构件15、构成冷却材料兼外部电极构成构件的外部电极块16以及低压端子块17构成。在一个低压端子块17上设置氮流入口18和低压端子台19，在另一个低压端子块17上设置氮流出口20。

在本实施方式中，灯外壳13容纳两根电介质阻挡放电灯21，每一个上配备一个外部电极块16。该外部电极块16按照与电介质阻挡放电灯21的上半部外周面紧贴的方式在下表面形成凹条槽22。与电介质阻挡放电灯21紧贴的外部电极块16使用作为热传导特性优异的导电材料的铝或者不锈钢材料。而且低压端子块17也优选采用导电性和热传导特性都优异的铝或者不锈钢材料。

电介质阻挡放电灯21的结构与现有技术中相同，在用如石英玻璃那样的紫外线透过性材料形成的细长的灯管的中心轴位置上设置内部电极。而且，结构为在灯管的内部封入受激准分子生成气体，通过引线24将内部电极的一端引出到外部，将高压端子部25连接到引线24上。引线24被绝缘覆盖管27所覆盖。在该电介质阻挡放电灯21的两端，从下侧与上面一侧形成了半圆状的凹部的保持器具26弹性相贴，分别连结到外部电极块16的两端部上。结果是在上半部外周面紧贴在外部电极块16的凹条槽22上的状态下保持电介质阻挡放电灯21。

为了装配图1中示出的紫外线照射装置1，如图2所示装配盖体12，将其安装在框体11的上面。而且，通过保持器具26分别将电介质阻挡放电灯21连结在两个外部电极块16上，在该外部电极块16的长度方向的两端上装配低压端子块17，且在两个侧面设置侧构件15，并通过在适当位置处设置的螺钉连结这些构件，由此将盖体12装配为一个整体结构。

上述结构的紫外线照射装置1将电源的低压侧连接到低压端子块17的低压端子台19上，将电源的高压侧连接到框体11的侧面的高压端子部25上，施加高频高电压。通过该电连接，通过由导电材料构成的低压端子块17和外部电极块16，给电介质阻挡放电灯21的上半部的外表面施加高电压，在内部电极之间发生电介质阻挡放电，从而使电介质阻挡放电灯21放电点亮。并且为了提供氮而在氮流入口18上连接氮供给装置，在灯外壳13内形成氮流，从而维持电介质阻挡放电灯21所放射的波长为172nm的紫外线不会由于氧而衰减的环境。这样，使电介质阻挡放电灯21所放射的紫外线透过窗构件14照射到接近照射窗口下方设置的被照射物上。

对于电介质阻挡放电灯21由于长时间点亮所发出的热，通过氮流冷却一部分。同时，因为热传导特性优良的外部电极块16的外表面与外部大气直接接触，所以电介质阻挡放电灯21所放出的热放到外部大气中从而得到冷却。由此，与如现有技术那样通过氮流对电介质阻挡放电灯21所发出的热进行冷却的情形相比，能够降低氮流用于冷却所负的负担，相应地还能够消减冷却所需的氮的使用量，能够降低运行成本。

(第二实施方式)

图3表示本发明第二实施方式的紫外线照射装置1A。本实施方式的紫外线照射装置1A相对于图1、图2中示出的第一实施方式的紫外线照射装置1，其特征在于，在形成灯外壳13的盖体12的一部分的外部电极块16的外面侧上紧贴设置散热器结构的散热块31。例如通过由散热用硅构件构成的粘结剂(图中的斜线部)，将散热块31固定在外部电极块16的外面侧上。

而且，在图3中示出的第二实施方式中，用相同的元件符号表示与图1、图2中示出的第一实施方式相同的构成元件，除了采用散热块31，其余的部分与第一实施方式相同。

根据本实施方式，通过在灯外壳13的盖体12的外面侧上紧贴设置散热块31，能够使电介质阻挡放电灯21所发出的热从外部电极块16传热到散热块31进行散热，通过由兼作冷却材料的外部电极构成构件构成盖体12的一部分，能够进一步提高盖体12的冷却性能。

(第三实施方式)

图4、图5表示本发明第三实施方式的紫外线照射装置1B。本实施方式的紫外线照射装置1B相对于图1、图2中示出的第一实施方式，其特征在于，使构成盖体12的根据灯根数准备的各个外部电极块16A成为散热器结构。即，按照与电介质阻挡放电灯21的上半部外周面紧贴的方式，在外部电极块16A的下表面形成凹条槽22，在该外部电极块16A的上面侧形成散热片41。与第一、第二实施方式相同，与电介质阻挡放电灯21紧贴的外部电极块16A采用作为热传导特性优异的导电材料的铝或不锈钢材料。而且，在图4、图5中示出的第三实施方式中，用相同的元件符号表示与图1、图2中示出的第一实施方式相同的构成元件，除了外部电极块16A，其余的部分与第一实施方式相同。

在本实施方式中，如图5所示，相对于数量与灯根数相同地并排设置的外部电极块16A的散热片41的上面，还设置使空气流通的空气通道42。该空气通道42整体形成为箱型，在其一个侧面上设置进气口43，在其上面设置排气口44。通过该空气通道42，使空气从进气口43流入到空气管道42中，并从排气口44中排出，从而进一步提高了由电介质阻挡放电灯21的直接热传导所产生的散热性能。而且，也可以取代空气管道42，设置用来将空气吹到散热片41上的冷却风扇。

根据本实施方式，通过在构成灯外壳13的盖体12的外部电极块16A的外面侧一体地形成散热片41，能够有效地将电介质阻挡放电灯21所发出的热从外部电极块16A的散热片41散热，从而能够进一步提高构成冷却材料兼外部电极构成构件的盖体12的冷却性能。而且通过设置空气通道42能够进一步提高冷却性能。

而且，空气通道42或者冷却风扇也可以在第一、第二实施方式中采用。而且，在第三实施方式中可以根据需要设置空气通道42或者冷却风扇，在冷却性能上不需要的情形下也可以省略。

而且，在上述各实施方式中，构成盖体12的多个外部电极块16或者16A和高压端子块17也可以是一体加工物。

(第四实施方式)

图6至图8表示本发明第四实施方式的紫外线照射装置1C。本实施方式的紫外线照射装置1C相对于图5中示出的第三实施方式，其特征在于，设置使灯外壳13内的冷却用氮气流均匀化的装置。

即，如图6、图7所示，在该实施方式中，在灯外壳13内的氮流入口18的附近、以及氮排出口20的附近位置上设置如图8所示的形成了多个冲孔51的冲孔金属(punching metal)52。该冲孔金属52使从氮流入口18导入到了灯外壳13内的氮气通过冲孔金属52的多个冲孔51，而且使通过了冲孔金属52的氮气通过冲孔金属52从氮排出口19排出到灯外壳13的外部，从而使冷却用氮气流在灯外壳13内在与该流束垂直的截面内均匀扩散，从而起到气体扩散构件的作用。只要至少在氮流入口18侧设置该冲孔金属52就可以使氮气扩散，但是通过在氮流入口18、氮排出口19两处设置该冲孔金属52可以进一步实现氮的扩散。

此外，在本实施方式的紫外线照射装置1C中，氮流入口18、氮排出口19设置在灯外壳13相对置的侧面上这一点与第三实施方式不同。而且，在构成灯外壳13的盖体12的低压端子块17上设置低压端子27的同时，还通过高压端子板25A设置高压端子部25这一点也与第三实施方式不同。但是，没有必要必须这样设置氮流入口18、氮排出口19、或者高压端子部25、低压端子27，也可以与第三实施方式相同地设置。

在该实施方式中，灯外壳13内的氮流通过冲孔金属52扩散，从而在灯外壳13内均匀扩散的同时，流向氮排出口19的方向。从而，灯外壳13内的氧浓度分布也变得均匀，从电介质阻挡放电灯21射出的紫外线在到达窗构件14之前衰减的程度在灯的轴方向上变得均匀。结果是，能够防止从本紫外线照射装置1C的窗构件14射出到被照射物W上的紫外线的照度分布在轴方向上不均匀。

Claims (4)

1.一种紫外线照射装置，其特征在于，包括：

放射紫外线的电介质阻挡放电灯；

容纳所述电介质阻挡放电灯、使所述电介质阻挡放电灯所放射的紫外线从窗部透过放出到外部的气密性的灯外壳；

构成所述灯外壳的上表面的盖体部；

块状的外部电极部，该外部电极部通过形成所述盖体部的一部分而使上表面露出到所述灯外壳的外部，且在突出到所述灯外壳内的突出部的下表面上形成有与所述电介质阻挡放电灯的上半部的形状一致的凹条槽；

为了向所述灯外壳内提供氮气而在所述灯外壳上设置的氮提供部；以及

在所述外部电极的露出于所述灯外壳的外部的上表面上一体地设置的散热片。

2.如权利要求1所述的紫外线照射装置，其特征在于，在所述灯外壳的外部的上表面上设置有按照覆盖所述散热片的方式配置的空气通道，该空气通道具有吸气口和对从该吸气口流入的空气进行排气的排气口。

3.如权利要求1所述的紫外线照射装置，其特征在于，具有气体扩散构件，该气体扩散构件设置在所述灯外壳内，且处于与所述灯外壳的气体导入口和气体排出口中的至少一个相对置的部位。

4.如权利要求3所述的紫外线照射装置，其特征在于，所述气体扩散构件是冲孔金属。

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