CN219377825U - 紫外线照射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种紫外线照射装置，即便在设置多个散热部的情况下，也能够实现工件上的紫外线的照度分布的均匀化以及基板的温度分布的均匀化。实施方式的紫外线照射装置包括：基板，具有沿一方向延伸的形状，且设有能够照射紫外线的多个发光元件；多个散热部，在所述基板的与设有所述多个发光元件的一侧相反的一侧，沿所述基板所延伸的方向排列设置；以及导热部，呈板状，且设在所述多个散热部与所述基板之间。

Description

紫外线照射装置

技术领域

本实用新型的实施方式涉及一种紫外线照射装置。

背景技术

有一种紫外线照射装置，其为了进行涂布于工件的树脂或油墨等的硬化或干燥、工件表面的改性、附着于工件表面的异物的分解、附着于工件表面的细菌或病毒的杀菌或灭活等，而对工件照射紫外线。

此种紫外线照射装置中，使用汞灯或金属卤化物灯等放电灯来作为光源。

近年来，考虑到长寿命化、节能化、小型化等观点，正逐渐使用照射紫外线的发光二极管来取代放电灯。

此处，当使发光二极管点亮时，从发光二极管照射紫外线，但也会产生热。当因产生的热而发光二极管的温度变高时，伴随温度上升，光量减少。而且，若发光二极管的温度超过最大结温(junction temperature)，则有可能造成寿命变短或发生故障。

因此，提出一种紫外线照射装置，其包括具有多个散热片的散热部以及设在散热部的端面且设有多个发光二极管的基板。

近年来，作为紫外线照射对象的工件的尺寸存在变大的倾向。因此，提出下述技术：排列设置多个散热部，在多个散热部分别设置设有多个发光二极管的基板。但是，若这样，则在散热部与散热部的连接位置，设在其中一个基板的周端附近的发光二极管与设在另一个基板的周端附近的发光二极管之间的距离跟设在基板的发光二极管彼此之间的距离不同。因此，工件上的紫外线的照度分布有可能变得不均匀。

此时，若相对于多个散热部而设置一个设有多个发光二极管的基板，则能够将发光二极管彼此之间的距离设为固定。但是，在排列设置多个散热部的情况下，散热部中的热的传导状况、与散热部和散热部的连接部分的热的传导状况有时会不同。因此，设在散热部和散热部的连接部分的基板的部分的散热性有可能比设在散热部的基板的部分的散热性低。其结果，若相对于多个散热部而简单地设置一个安装有多个发光二极管的基板，则基板的温度分布有可能变得不均匀。

因此，期望开发出一种紫外线照射装置，即便在设置多个散热部的情况下，也能够实现工件上的紫外线的照度分布的均匀化以及基板的温度分布的均匀化。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2014-207209号公报

实用新型内容

[实用新型所要解决的问题]

本实用新型所要解决的问题在于提供一种紫外线照射装置，即便在设置多个散热部的情况下，也能够实现工件上的紫外线的照度分布的均匀化以及基板的温度分布的均匀化。

[解决问题的技术手段]

实施方式的紫外线照射装置包括：基板，具有沿一方向延伸的形状，且设有能够照射紫外线的多个发光元件；多个散热部，在所述基板的与设有所述多个发光元件的一侧相反的一侧，沿所述基板所延伸的方向排列设置；以及导热部，呈板状，且设在所述多个散热部与所述基板之间。

实施方式的紫外线照射装置的所述基板相对于所述多个散热部而设有一个，所述导热部相对于所述多个散热部而设有一个。

实施方式的紫外线照射装置的所述紫外线的峰值波长为270nm以上且300nm以下。

[实用新型的效果]

通过本实用新型的实施方式，能够提供一种紫外线照射装置，即便在设置多个散热部的情况下，也能够实现工件上的紫外线的照度分布的均匀化以及基板的温度分布的均匀化。

附图说明

图1是用于例示本实施方式的紫外线照射装置的示意立体图。

图2是图1的紫外线照射装置的A-A线剖面图。

图3是用于例示发光模块的示意立体图。

图4是从B方向观察图3的发光模块的示意图。

图5是从C方向观察图3的发光模块的示意图。

[符号的说明]

1：紫外线照射装置

2：框体

3：电路基板

4：发光模块

20：收纳部

20a：侧面

20b：孔

21：盖

22、23：连接器

24：过滤器

25：窗

26：叶片板

41：发光部

41a：基板

41b：发光元件

42：冷却部

42a：散热部

42a1：底座

42a1a、42b1：支架

42a2：散热片

42b：送风部

43：导热部

43a：密接部

100：工件

101：气体流

A-A：线

B、C：方向

具体实施方式

以下，参照附图来对实施方式进行例示。另外，各附图中，对于相同的结构要素标注相同的符号并适当省略详细说明。

本实施方式的紫外线照射装置1例如可用于紫外线硬化型树脂(例如粘着剂或油墨等)的硬化或干燥、半导体装置或液晶面板等的制造工序中的表面改性、干式清洗、光取向等各种处理、细菌或病毒等的杀菌或灭活等广泛领域中。另外，紫外线照射装置1的用途并不限定于进行了例示的用途。

图1是用于例示本实施方式的紫外线照射装置1的示意立体图。

图2是图1的紫外线照射装置1的A-A线剖面图。

如图1以及图2所示，紫外线照射装置1例如具有框体2、电路基板3以及发光模块4。

框体2例如具有收纳部20、盖21、连接器22、连接器23、过滤器24、窗25以及叶片板26。

收纳部20呈箱状，在内部具有收纳例如电路基板3以及发光模块4的空间。

收纳部20的外观形状例如可设为大致长方体或大致立方体。若采用具有此种形状的收纳部20，则容易使多个紫外线照射装置1近接地设置。

在收纳部20的侧面20a，可设置至少一个孔20b。在设置多个孔20b的情况下，可将多个孔20b沿规定的方向排列设置。例如，在图1以及图2中进行了例示的多个孔20b是沿上下方向排列设置。

另外，在后述的散热部42a的散热片42a2为柱状的情况下，如图1所示，孔20b以及叶片板26可设在四个侧面20a。在散热部42a的散热片42a2为板状的情况下，孔20b以及叶片板26可设在与多个散热片42a2所排列的方向平行的侧面20a。

从设在发光模块4的送风部42b供给至多个散热片42a2的气体流经多个散热片42a2彼此之间的间隙，并经由孔20b而排出至紫外线照射装置1的外部。因此，孔20b优选设在气体流101变得顺畅的位置。例如，孔20b可设在收纳部20的侧面20a的与多个散热片42a2相向的位置。孔20b的形状例如可设为大致长方形。

收纳部20的材料并无特别限定。例如，收纳部20可由金属等导热率高的材料形成。若使用导热率高的材料来形成收纳部20，则容易将发光部41中产生的热经由收纳部20而放出至外部。

而且，收纳部20也可由树脂等形成。若使用树脂等来形成收纳部20，则可实现轻量化或制造成本的降低等。

收纳部20例如既可将面板螺固于骨架结构体而形成，也可使用注射成形法等而一体地成形筒状的收纳部20。

盖21被设在收纳部20的与设有发光模块4的一侧相反的一侧的端部。盖21例如呈板状，且覆盖收纳部20的端部的开口。盖21的材料并无特别限定。盖21例如可由金属或树脂等形成。

在盖21，例如可设置连接器22、连接器23以及过滤器24等。

连接器22例如将设在紫外线照射装置1外部的控制装置等与电路基板3电连接。连接器22例如为通信用的连接器。

连接器23例如将设在紫外线照射装置1外部的电源等与电路基板3电连接。连接器23例如为电力用的连接器。

另外，连接器22、连接器23也可设在收纳部20的侧面20a等。但若将连接器22、连接器23设在盖21，则容易使多个紫外线照射装置1近接地设置。

过滤器24可设置至少一个。当使送风部42b启动时，位于收纳部20外部的气体经由过滤器24而导入至收纳部20的内部。若设有过滤器24，则可抑制设置有紫外线照射装置1的环境中所含的灰尘等侵入至收纳部20的内部。而且，若可抑制灰尘等侵入至收纳部20的内部，则可抑制灰尘等包含在来自紫外线照射装置1的废气中。因此，可抑制灰尘等附着于工件100。

窗25被设在收纳部20的设有发光模块4的一侧的端部。窗25是以覆盖收纳部20的端部的开口的方式设置。窗25呈板状，且由使紫外线透射且具有对紫外线的耐受性的材料形成。窗25例如可由紫外线透射玻璃(ultraviolet transmitting glass)、丙烯酸树脂等形成。

如图2所示，叶片板26呈板状，且被设在收纳部20的内部。一个叶片板26可设在与一个孔20b相向的位置。叶片板26朝随着靠近孔20b侧而离开工件100表面的方向倾斜。

若设有具有此种倾斜的叶片板26，则可使从紫外线照射装置1排出的气体流101朝向离开工件100的方向。因此，可抑制所排出的气体的一部分直接到达工件100。若可抑制气体直接到达工件100，则可抑制设在工件100的树脂或油墨等的位置发生偏离，或者降低紫外线照射的效果，或者被卷入至所排出的气体中的灰尘附着于工件100。

电路基板3例如进行设在紫外线照射装置1的要素的控制。例如，电路基板3切换多个发光元件41b的点亮与熄灭，或者切换送风部42b对气体的供给与供给的停止。电路基板3例如被安装于收纳部20的内壁。

如图2所示，发光模块4被设在框体2(收纳部20)的内部。

图3是用于例示发光模块4的示意立体图。

图4是从B方向观察图3的发光模块4的示意图。

图5是从C方向观察图3的发光模块4的示意图。

如图2至图4所示，发光模块4例如具有发光部41、冷却部42以及导热部43。

发光部41可相对于多个散热部42a而设置一个。图3以及图4中进行了例示的发光部41相对于两个散热部42a而设有一个。

发光部41例如具有基板41a以及多个发光元件41b。

基板41a呈板状。基板41a的平面形状例如可设为长方形。

即，基板41a具有沿一方向延伸的形状，且设有可照射紫外线的多个发光元件41b。

基板41a既可具有单层结构，也可具有多层结构。在基板41a的与散热部42a侧相反的一侧的面，可设置配线图案。配线图案例如是由银合金或铜合金等金属形成。

基板41a的材料例如可设为氧化铝或氮化铝等无机材料、酚醛纸或环氧玻璃等有机材料、以绝缘材料包覆金属板表面的金属芯基板等。此时，若考虑在发光元件41b中产生的热的散热，则基板41a优选使用导热率高的材料形成。

例如，基板41a可由氧化铝或氮化铝等陶瓷、高导热性树脂、金属芯基板等形成。另外，高导热性树脂例如是使包含氧化铝等的填料混合在聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)或尼龙等树脂中而成的材料。

如图3至图5所示，基板41a例如使用螺丝等紧固构件而安装于导热部43。基板41a例如也能够使用导热率高的粘着剂而接合于导热部43。导热率高的粘着剂例如是混合有包含无机材料的填料的粘着剂。无机材料例如为氧化铝或氮化铝等陶瓷。

多个发光元件41b被设在基板41a的与冷却部42侧相反的一侧的面。多个发光元件41b与被设在基板41a表面的配线图案电连接。多个发光元件41b的光的出射面朝向窗25。从多个发光元件41b出射的紫外线经由窗25而照射至紫外线照射装置1的外部。

多个发光元件41b排列设置。例如，多个发光元件41b能够呈矩阵状排列设置。多个发光元件41b可串联连接。多个发光元件41b的配设形态或数量可根据紫外线照射装置1的大小或用途等来适当变更。

多个发光元件41b照射具有规定的峰值波长的紫外线。此时，根据紫外线照射装置1的用途来选择照射具有适当的峰值波长的紫外线的发光元件41b。例如，所照射的紫外线的峰值波长越短，则越容易进行细菌或病毒等的杀菌或灭活。因此，在紫外线照射装置1的用途为杀菌等的情况下，发光元件41b可设为照射峰值波长为270nm以上且300nm以下的紫外线(UV-C)的发光元件。

多个发光元件41b例如可设为发光二极管、激光二极管等。

多个发光元件41b可设为芯片状的发光元件、表面安装型的发光元件、炮弹型等的具有导线的发光元件等。此时，若发光元件41b为芯片状的发光元件，则可在狭窄的区域设置多个发光元件41b。因此，可实现发光部41的小型化，甚而实现紫外线照射装置1的小型化。

冷却部42例如具有散热部42a以及送风部42b。

散热部42a相对于一个发光部41而设有多个。多个散热部42a被设在基板41a的与设有多个发光元件41b的一侧相反的一侧。

多个散热部42a可沿发光部41(基板41a)所延伸的方向排列设置。若相对于一个发光部41而设置多个散热部42a，则在发光部41(基板41a)的尺寸变大时，能够抑制散热部42a的尺寸变大。因此，散热部42a的制造或者散热部42a的处理等变得容易。

散热部42a例如具有底座42a1以及多个散热片42a2。

底座42a1以及多个散热片42a2是由导热率高的材料形成。例如，底座42a1以及多个散热片42a2是由铝合金等金属形成。底座42a1以及多个散热片42a2例如可使用压铸(diecasting)法等而一体地形成。

底座42a1呈板状。底座42a1的平面形状例如可设为大致四边形。

多个散热片42a2呈柱状，且被设在底座42a1的与设有发光部41的一侧相反的一侧。另外，多个散热片42a2也可呈板状。多个散热片42a2为排列设置。例如，呈柱状的多个散热片42a2可呈矩阵状排列设置。例如，呈板状的多个散热片42a2可沿发光部41(基板41a)所延伸的方向排列设置。

如图3至图5所示，散热部42a(底座42a1)例如经由支架42a1a而安装于导热部43。散热部42a(底座42a1)例如也可使用导热率高的粘着剂而接合于导热部43。导热率高的粘着剂例如是混合有包含无机材料的填料的粘着剂。无机材料例如为氧化铝或氮化铝等陶瓷。

送风部42b对多个散热片42a2供给气体。气体例如是设置有紫外线照射装置1的环境中所含的气体。气体例如为空气等。

如图3至图5所示，送风部42b例如经由支架42b1而安装于散热部42a(多个散热片42a2)的与发光部41侧相反的一侧。若这样，则能够缩短送风部42b与多个散热片42a2之间的距离，因此能够将气体效率良好地供给至多个散热片42a2。因此，能够提高冷却效率。

送风部42b例如可设为轴流风扇。若送风部42b为轴流风扇，则气体的供给量变多，因此可提高冷却效率。

送风部42b例如可相对于一个散热部42a而设置至少一个。例如，在图3至图5中所例示的情况下，相对于一个散热部42a而设有一个送风部42b。

此处，也可将多个散热部42a排列设置，并在多个散热部42a分别设置发光部41。但是，一般而言，基板41a的周端与发光元件41b之间的距离跟发光元件41b彼此之间的距离不同。因此，在散热部42a与散热部42a的连接位置，设在其中一个基板41a的周端附近的发光元件41b与设在另一个基板41a的周端附近的发光元件41b之间的距离跟设在基板41a的发光元件41b彼此之间的距离不同。因此，工件100上的紫外线的照度分布有可能变得不均匀。若紫外线的照度分布变得不均匀，则实施了处理的部分的品质有可能下降。

此时，若相对于多个散热部42a而设置一个发光部41，则能够将发光元件41b彼此之间的距离设为固定。因此，能够实现工件100上的紫外线的照度分布的均匀化。

但是，在将多个散热部42a排列设置的情况下，散热部42a中的热的传导状况、与散热部42a和散热部42a的连接部分的热的传导状况有时会不同。例如在散热部42a与散热部42a之间具有微小的间隙的情况等下，散热部42a和散热部42a的连接部分的导热率将低于散热部42a中的导热率。

因此，设在散热部42a和散热部42a的连接部分的基板41a的部分的散热性有可能低于设在散热部42a的基板41a的部分的散热性。若基板41a的散热性产生分布，则基板41a的温度分布将变得不均匀。若基板41a的温度分布变得不均匀，则会产生温度变高的发光元件41b，从而有可能导致所述发光元件41b的光量减少，或者所述发光元件41b的寿命变短，或者发生所述发光元件41b的故障。

因此，在本实施方式的发光模块4中设有导热部43。

如图2至图5所示，导热部43呈板状，且设在多个散热部42a与一个发光部41(基板41a)之间。即，导热部43相对于多个散热部42a而设有一个。

导热部43包含导热率高的材料。导热部43例如可使用铝、铝合金、铜、铜合金等金属而形成。另外，导热部43也可为热管等。

多个发光元件41b各自中产生的热经由基板41a而传导至导热部43。传导至导热部43的热不仅在导热部43的厚度方向上传导，也在与厚度方向交叉的方向上传导。若热一边在导热部43的内部扩散一边传导，则能够将热传导至散热部42a和散热部42a的连接部分附近的更广的区域。因此，能够抑制基板41a的散热性产生分布。其结果，能够实现基板41a的温度分布的均匀化，甚而，能够抑制温度变高的发光元件41b的产生。

如以上所说明的那样，若导热部43设在多个散热部42a与一个发光部41之间，则能够实现工件100上的紫外线的照度分布的均匀化以及基板41a的温度分布的均匀化。

而且，可在导热部43与发光部41(基板41a)之间、以及导热部43与多个散热部42a之间的至少任一处，设置导热率高且具有弹性或粘性的密接部43a。具有弹性的密接部43a例如为导热片等。具有粘性的密接部43a例如为包含导热脂的层等。

若在导热部43与发光部41(基板41a)之间设有密接部43a，则能够抑制在它们间产生间隙。若能够抑制在它们间产生间隙，则能够使从发光部41(基板41a)朝向导热部43的热传递更加容易，或者使基板41a的温度分布更加均匀。

若在导热部43与多个散热部42a之间设有密接部43a，则能够抑制在它们间产生间隙。若能够抑制在它们间产生间隙，则能够使从导热部43朝向多个散热部42a的热传递更加容易，或者使基板41a的温度分布更加均匀。

另外，在发光部41(基板41a)使用导热率高的粘着剂而接合于导热部43，或者散热部42a(底座42a1)使用导热率高的粘着剂而接合于导热部43的情况下，能够省去密接部43a。

但若经由密接部43a来可拆装地连接导热部43与发光部41(基板41a)，或者可拆装地连接导热部43与散热部42a(底座42a1)，则可实现维护性的提高。

以上，例示了本实用新型的若干实施方式，但这些实施方式是作为示例而提示，并不意图限定实用新型的范围。这些新颖的实施方式能够以其他的各种形态来实施，在不脱离实用新型主旨的范围内可进行各种省略、置换、变更等。这些实施方式或其变形例包含在实用新型的范围或主旨内，并且包含在权利要求所记载的实用新型及其均等的范围内。而且，前述的各实施方式能够相互组合而实施。

Claims (3)

1.一种紫外线照射装置，其特征在于，包括：

基板，具有沿一方向延伸的形状，且设有能够照射紫外线的多个发光元件；

多个散热部，在所述基板的与设有所述多个发光元件的一侧相反的一侧，沿所述基板所延伸的方向排列设置；以及

导热部，呈板状，且设在所述多个散热部与所述基板之间。

2.根据权利要求1所述的紫外线照射装置，其特征在于，所述基板相对于所述多个散热部而设有一个，

所述导热部相对于所述多个散热部而设有一个。

3.根据权利要求1或2所述的紫外线照射装置，其特征在于，所述紫外线的峰值波长为270nm以上且300nm以下。