CN111511154B - 电路基板固定构造以及具备该构造的光照射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够容易地更换基台上的电路基板、且小型的电路基板固定构造。在基台的表面固定电路基板的电路基板固定构造，具备：配线图案，其形成于电路基板的表面；第一通孔，其从电路基板的表面贯穿至背面；第二通孔，其以与第一通孔连通的方式，从基台的表面贯穿至背面；电极，其插入第二通孔中；以及固定部件，其安装于电路基板的表面侧而与电极卡合，将电路基板固定于基台，在固定部件与电极卡合时，经由固定部件将配线图案与电极电性地连接。

Description

电路基板固定构造以及具备该构造的光照射装置
技术领域
本发明涉及一种将电路基板固定在基台(例如散热器、底板)上的电路基板固定构造，特别地，涉及一种具有兼作为电路基板的固定和电力供给的电极的电路基板固定构造以及具备该电路基板固定构造的光照射装置。
背景技术
当前，作为单张胶版印刷用的墨水，使用通过紫外光的照射而硬化的紫外线硬化型墨水。另外，作为液晶面板或有机EL(Electro Luminescence)面板等FPD(Flat PanelDisplay)的密封剂，使用紫外线硬化树脂。对于这样的紫外线硬化型墨水或紫外线硬化树脂的硬化，一般使用照射紫外光的光照射装置(例如，专利文献1)。
专利文献1所记载的光照射装置，具备散热器、固定在散热器上的多个光源模块、以及固定在散热器的侧面的端子台等。各光源模块具有以朝向端子台凸出的方式配置的电极板，通过将各电极板固定于端子台，从而向各光源模块供给电力。另外，对光源模块的基板进行按压的固定板以覆盖各电极板的方式配置，通过将各固定板和各电极板一起紧固在端子台上，从而将各光源模块固定在散热器上。
现有专利文献1：日本专利公开2015-28915号公报。
在专利文献1所记载的光照射装置中，分别设置电极板和固定板，向光源模块供给稳定的电力，并且不施加过大的应力地固定光源模块。但是，由于电极板和固定板朝向端子台凸出(即，朝向光源模块的外侧凸出)，因此存在与光源模块的排列方向正交的方向的尺寸变大(即，无法变薄)的问题。另外，在光源模块的故障等需要更换光源模块的情况下，也需要进行固定板的拆装作业，因此，要求能够更简单地进行光源模块的更换作业的结构。
发明内容
本发明是鉴于上述情况，其目的在于，提供一种能够容易地更换基台(散热器等)上的电路基板(光源模块等)，并且小型的电路基板固定构造。另外，提供一种具备这种电路基板固定构造的光照射装置。
为了实现上述目的，本发明的电路基板固定构造，是在基台的表面固定电路基板的电路基板固定构造，其特征在于，具备：配线图案，其形成于电路基板的表面；第一通孔，其从电路基板的表面贯穿至背面；第二通孔，其以与第一通孔连通的方式，从基台的表面贯穿至背面；电极，其插入第二通孔中；以及固定部件，其安装于电路基板的表面侧而与电极卡合，将电路基板固定于基台，在固定部件与电极卡合时，经由固定部件将配线图案与电极电性地连接。
根据这样的结构，由于电极兼用作电路基板的固定和电力的供给，因此不需要如现有技术这样设置用于向电路基板供给电力的专用的部件，能够使电路基板小型化。
另外，电极的电路基板侧的端部可以构成为与第一通孔嵌合。
另外，优选地，基台具有导电性，在第二通孔内还具有将电极和基台绝缘的绝缘部件。另外，在这种情况下，电极为多个，绝缘部件可以以支撑多个电极的方式形成。
另外，基台可以构成为具有绝缘性。
另外，固定部件是螺钉，电极可以构成为具有与螺钉螺合的螺纹孔。
另外，优选地，基台是冷却电路基板的散热器。
另外，从其它观点，本发明的光照射装置可以具备上述任一项所述的电路基板固定构造、和配置在电路基板上的多个发光元件。另外，在这种情况下，从发光元件射出的光优选是紫外区域的波长的光。
如上所述，根据本发明，可以实现一种电路基板固定构造，其可以容易地更换基台上的电路板，并且尺寸小。另外，实现了具备这样的电路基板固定构造的光照射装置。
附图说明
图1(a)、图1(b)、图1(c)、图1(d)和图1(e)是对具备本发明的第一实施方式涉及的电路基板固定构造的光照射装置的概略结构进行说明的图。
图2是对本发明的第一实施方式涉及的电路基板固定构造的电极棒和绝缘套筒的结构进行说明的立体图。
图3是示出本发明的第一实施方式涉及的电路基板固定构造的变形例的图。
图4(a)、图4(b)、图4(c)和图4(d)是对具有本发明的第二实施方式涉及的电路基板固定构造的光照射装置的概略结构进行说明的图。
图5(a)、图5(b)、图5(c)、图5(d)和图5(e)是对具有本发明的第三实施方式涉及的电路基板固定构造的光照射装置的概略结构进行说明的图。
图6(a)、图6(b)、图6(c)、图6(d)和图6(e)是对具有本发明的第四实施方式涉及的具备电路基板固定构造的光照射装置的概略结构进行说明的图。
附图标记说明：
1、2、3、4 光照射装置
10、20、30、40 电路基板固定构造
100 LED模块
105 基板
110 LED元件
120 通孔
200、200A、200C 散热器
210、210C 通孔
230、240 流路
250 冷却剂供给连接器
260 冷却剂排出连接器
300、300B、300C 电极端子
300a、300Ca 阳极端子
300b、300Cb 阴极端子
310、310B 电极棒
310a 螺纹孔部
311 螺纹部
320 固定螺钉
320a 螺纹部
321 螺母
325 垫圈
330、330B 绝缘套筒
330C 绝缘部件
AP 阳极图案
KP 阴极图案
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。另外，对图中相同或相当的部分标注相同的附图标记，不重复其说明。
(第一实施方式)
图1是对具备本发明的第一实施方式涉及的电路基板固定构造10的光照射装置1的概略结构进行说明的图，图1(a)为主视图，图1(b)为图1(a)的A-A线的剖视图，图1(c)为后视图，图1(d)为图1(a)的B-B线的剖视图，图1(e)为图1(d)的K部放大图。
本实施方式的光照射装置1搭载于印刷装置等，是使紫外线硬化型墨水或紫外线硬化树脂硬化的光源装置，例如，以正面(配置有LED模块100的面)与照射对象物相对的方式配置于照射对象物的上方，相对于照射对象物向下射出紫外光。另外，在本说明书中，如图1所示，将后述的LED(Light Emitting Diode)元件110射出紫外光的方向定义为Z轴方向，将光照射装置1的长边方向定义为X轴方向，将与Z轴方向和X轴方向正交的方向(光照射装置1的短边方向)定义为Y轴方向而进行说明。另外，一般而言，所谓紫外光，表示波长400nm以下的光，但在本说明书中，所谓紫外光，表示能够使紫外线硬化型墨水硬化的波长(例如波长250～420nm)的光。
如图1所示，本实施方式的光照射装置1具备4个LED模块100、散热器200(基台)、向各LED模块100供给电力的阳极端子300a、阴极端子300b等、以及收容这些部件的金属制的箱形的壳体(未图示)等。此外，在本说明书中，将阳极端子300a以及阴极端子300b统称为电极端子300(电极)。
LED模块100具备由X轴方向以及Y轴方向规定的矩形形状的基板105(电路基板)、和在基板105上的多个LED元件110(发光元件)，在散热器200的一端面上配置、固定有4个LED模块100(参照图1(a))。基板105例如是由热传导率高的氮化铝形成的陶瓷基板，在各基板105上，在与电极端子300对应的位置形成有一对通孔120(第一通孔)(图1(e))。此外，在本实施方式中，通过在散热器200的表面(载置面)涂敷散热脂(未图示)的基础上将基板105载置于散热器200上，从而在基板105的背面与散热器200之间夹入散热脂，提高基板105与散热器200的贴合性。
LED模块100具备70个LED元件110，该70个LED元件110以7列(Y轴方向)×10个(X轴方向)的方式配置在基板105上。70个LED元件110以在Z轴方向上光轴一致的状态配置于基板105的表面。在基板105的表面，形成用于向各LED元件110供给电力的阳极图案AP以及阴极图案KP，各LED元件110分别通过软钎焊等(例如，导电性粘接剂(银膏)、焊料、焊接/熔接、扩散接合等)而与阳极图案AP以及阴极图案KP的一端部电性地连接。此外，本实施方式的阳极图案AP与阳极端子300a的电极棒310电性地连接，阴极图案KP与阴极端子300b的电极棒310电性地连接(详细情况后述)。并且，阳极端子300a以及阴极端子300b的电极棒310与未图示的驱动电路电性地连接，从驱动电路经由阳极端子300a以及阴极端子300b、阳极图案AP以及阴极图案KP向各LED元件110供给驱动电流。如果向各LED元件110供给驱动电流，则从各LED元件110射出与驱动电流对应的光量的紫外光(例如波长385nm)。另外，本实施方式的各LED元件110，以射出大致相同光量的紫外光的方式，调整供给至各LED元件110的驱动电流，从光照射装置1射出的紫外光在X轴方向及Y轴方向上具有大致均匀的光强度分布。
散热器200是用于对由各LED模块100产生的热量进行散热的金属制(例如铜、铝)的板状的部件，以散热器200的表面与各LED模块100的基板105的背面抵接的方式设置。另外，在散热器200上，以与基板105的通孔120连通的方式形成有从表面贯穿至背面的矩形的通孔210(第二通孔)，在通孔210中插入电极端子300(图1(b)、(d)、(e))。
如上所述，在本实施方式的电极端子300中，存在与阳极图案AP连接的阳极端子300a、和与阴极图案KP连接的阴极端子300b，但由于具体的结构相同，因此以下以阴极端子300b为代表进行说明。如图1(e)所示，阴极端子300b(电极端子300)由电极棒310、固定螺钉320、垫圈325、绝缘套筒330构成。
图2是示出电极棒310和绝缘套筒330组装后的状态的立体图。如图2所示，电极棒310是前端部为圆筒状、基端部为四棱柱状的金属制的部件，插入同样地前端部为圆筒状、基端部为四棱筒状的树脂制的绝缘套筒330内(即，在电极棒310的外周面安装绝缘套筒330)，并插入散热器200的通孔210中。并且，在电极棒310被安装在通孔210中时，电极棒310和绝缘套筒330的前端位于与散热器200的表面(置载面)大致相同的平面上，或者成为与散热器200的表面相比稍微凹陷的状态(图1(e))，配置为电极棒310和绝缘套筒330的基端部从散热器200的背面侧凸出(图1(b))。这样，本实施方式的光照射装置1，在电极棒310及绝缘套筒330安装于通孔210的状态下进行组装。即，准备在通孔210中安装有电极棒310和绝缘套筒330的散热器200，在散热器200的表面(载置面)涂敷散热脂，载置各LED模块100。并且，进行对位，以使得基板105的通孔120位于电极棒310的上方(Z轴方向侧)(即，使得通孔120与通孔210相连通)，在通孔120中安装垫圈325及固定螺钉320。如果在通孔120中安装垫圈325和固定螺钉320，则固定螺钉320的螺纹部320a与形成于电极棒310的内周面的螺纹孔部310a螺合，LED模块100被夹持并固定在垫圈325与散热器200之间(图1(e))。并且，如果LED模块100由固定螺钉320固定，则阴极图案KP、垫圈325以及固定螺钉320与电极棒310电性地连接。因此，如果从与电极棒310连接的驱动电路供给驱动电流，则经由阴极图案KP供给至各LED元件110。
这样，在本实施方式中，电极端子300兼用于基板105的固定和电力的供给。因此，不需要设置用于向基板105供给电力的专用的部件，能够使LED模块100小型化。另外，在LED模块100发生故障时等需要更换LED模块100的情况下，也是仅进行卸下固定螺钉320而更换LED模块100的作业(即，不需要连接用于向LED模块100供给电力的专用的部件、或者进行配线等)，因此能够以简单的作业更换LED模块100。另外，在本实施方式中，通过将电极棒310及绝缘套筒330的前端部设为圆筒状，将卡合的孔(即，通孔210)设为圆形，从而，容易形成孔。另外，通过将电极棒310的基端部设为四棱柱状，制作五个平面部，从而，提高在该基端部形成用于连接供电部件(未图示)等的螺纹孔等时的设计自由度。
以上是本实施方式的说明，但本发明并不限于上述结构，在本发明的技术思想的范围内能够进行各种变形。
例如，在本实施方式中，说明了光照射装置1具备电路基板固定构造10的情况，但电路基板固定构造10的用途并不限定于此，能够应用于具有在基台(例如散热器、底板)上支撑电路基板的结构的装置。
并且，在本实施方式中，通过在通孔120安装垫圈325和固定螺钉320而固定LED模块100，但如果固定螺钉320的头部的外径与通孔120相比充分大，则垫圈325并不是必要的。
另外，本实施方式的散热器200是金属制的板状的部件，但并不限定于这样的结构，例如，也可由绝缘材料构成。另外，在这种情况下，对电极棒310和散热器200进行绝缘的绝缘套筒330并不是必要的，只要将电极棒310直接安装于散热器200的通孔210即可。
另外，本实施方式的电极棒310及绝缘套筒330的前端部为圆筒状的形状，但如果设为这种结构，则存在在安装固定螺钉320时电极棒310会旋转的问题，因此电极棒310和(或)绝缘套筒330也可以具备止转的功能。
另外，本实施方式的光照射装置1，作为射出紫外光的装置进行了说明，但并不限定于这样的结构，本发明也可以适用于射出可见光或红外光的光源装置。
另外，在本实施方式中，LED模块100利用固定螺钉320夹持并固定在垫圈325与散热器200之间，但并不限定于这样的结构。例如，如图3所示，也可以采用如下结构：在电极棒310的前端部设置螺纹部311，该螺纹部311通过通孔120而露出，利用安装在该螺纹部311上的螺母321，将LED模块100固定于垫圈325与散热器200之间。
(第二实施方式)
图4是对具备本发明的第二实施方式涉及的电路基板固定构造20的光照射装置2的概略结构进行说明的图，图4(a)为主视图，图4(b)为图4(a)的C-C线的剖视图，图4(c)为后视图，图4(d)为图4(a)的D-D线的剖视图。
如图4(b)、(d)所示，本实施方式的光照射装置2在具备水冷型的散热器200A这一点上与第一实施方式的光照射装置1不同。
本实施方式的散热器200A，在背面侧具备用于供给/排出冷却剂(例如水)的冷却剂供给连接器250和冷却剂排出连接器260。并且，通过从冷却剂供给连接器250供给的冷却剂在形成于散热器200A的内部的流路230、240中流动(图4(d))，从冷却剂排出连接器260排出，由此进行循环。这样，如果使用水冷型的散热器200A，则能够高效地冷却各LED模块100。
(第三实施方式)
图5是对具备本发明的第三实施方式涉及的电路基板固定构造30的光照射装置3的概略结构进行说明的图，图5(a)为主视图，图5(b)为图5(a)的E-E线的剖视图，图5(c)为后视图，图5(d)为图5(a)的F-F线的剖视图，图5(e)为图5(d)的L部放大图。
如图5(e)所示，本实施方式的光照射装置3与第一实施方式的光照射装置1的不同点在于，构成为电极棒310B及绝缘套筒330B的前端比散热器200的表面(载置面)更凸出，电极棒310B及绝缘套筒330B的前端与基板105的通孔120嵌合。
这样，如果构成为电极棒310B及绝缘套筒330B的前端与基板105的通孔120嵌合，则在将各LED模块100载置于散热器200的表面(载置面)时，各LED模块100在散热器200上自动地定位。这样，在本实施方式中，电极端子300B除了基板105的固定和电力的供给之外，还兼用于基板105的定位。
(第四实施方式)
图6是对具备本发明的第四实施方式所涉及的电路基板固定构造40的光照射装置4的概略结构进行说明的图，图6(a)为主视图，图6(b)为图6(a)的G-G线的剖视图，图6(c)为后视图，图6(d)为图6(a)的H-H线的剖视图，图6(e)为图6(d)的M部放大图。
如图6(b)、(c)、(d)、(e)所示，本实施方式的光照射装置4与第一实施方式的光照射装置1的不同点在于，向各LED模块100供给电力的阳极端子300Ca和阴极端子300Cb，与向相邻的LED模块100供给电力的阳极端子300Ca和阴极端子300Cb接近而配置，阳极端子300Ca和阴极端子300Cb，以被大致长方体状的绝缘部件330C支撑的方式安装，在此基础上，安装于在散热器200C上形成的矩形状的通孔210C中。
如上所述，在本实施方式中，如果在预先将阳极端子300Ca和阴极端子300Cb安装于绝缘部件330C的基础上，安装于散热器200C上，则多个端子(阳极端子300Ca和阴极端子300Cb)被汇总，因此组装和配线变得容易。此外，由于能够在将阳极端子300Ca和阴极端子300Cb完全固定于绝缘部件330C的基础上进行组装，因此能够消除阳极端子300Ca和阴极端子300Cb的旋转方向上的位置偏移等，能够使LED模块100和散热器200C的固定更牢固。此外，在本实施方式中构成为，一个阳极端子300Ca和一个阴极端子300Cb由绝缘部件330C支撑，但也可以构成为，绝缘部件330C支撑更多的阳极端子300Ca和阴极端子300Cb。
此外，本次公开的实施方式在所有方面均为例示，不应认为是限制性的内容。本发明的范围并不是由上述的说明示出，而是由权利要求书示出，包括与权利要求书均等的意思以及范围内的全部变更。

Claims (6)

1.一种电路基板固定构造，其在基台的表面固定电路基板，其特征在于，具备：
配线图案，其形成于所述电路基板的表面；
第一通孔，其从所述电路基板的表面贯穿至背面；
第二通孔，其以与所述第一通孔连通的方式，从所述基台的表面贯穿至背面；
电极，其插入于所述第二通孔中；以及
固定部件，其安装于所述电路基板的表面侧而与所述电极卡合，将所述电路基板固定于所述基台，
在所述固定部件与所述电极卡合时，经由所述固定部件而将所述配线图形和所述电极电性地连接；
所述基台具有导电性，
在所述第二通孔内，还具有对所述电极和所述基台进行绝缘的绝缘部件；
所述基台是对所述电路基板进行冷却的散热器。
2.根据权利要求1所述的电路基板固定构造，其特征在于，
所述电极的所述电路基板侧的端部与所述第一通孔嵌合。
3.根据权利要求1所述的电路基板固定构造，其特征在于，
所述电极为多个，
所述绝缘部件形成为，对所述多个电极进行支撑。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电路基板固定构造，其特征在于，
所述固定部件是螺钉，
所述电极具有与所述螺钉螺合的螺纹孔。
5.一种光照射装置，其特征在于，具备：
权利要求1至4中的任一项所述的电路基板固定构造；以及
配置于所述电路基板上的多个发光元件。
6.根据权利要求5所述的光照射装置，其特征在于，
从所述发光元件射出的光是紫外区域的波长的光。
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