WO2023042746A1 - 紫外線照射装置およびその製造方法 - Google Patents

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WO2023042746A1
WO2023042746A1 PCT/JP2022/033736 JP2022033736W WO2023042746A1 WO 2023042746 A1 WO2023042746 A1 WO 2023042746A1 JP 2022033736 W JP2022033736 W JP 2022033736W WO 2023042746 A1 WO2023042746 A1 WO 2023042746A1
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WO
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adhesive
irradiation device
circuit board
ultraviolet irradiation
storage recess
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Application number
PCT/JP2022/033736
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English (en)
French (fr)
Inventor
三奈美 平池
聖 杉山
直人 矢吹
隼也 大槻
Original Assignee
旭化成株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/18—Radiation
    • A61L9/20—Ultra-violet radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements

Definitions

  • the present invention relates to an ultraviolet irradiation device that emits ultraviolet rays (light with a wavelength of 200 nm or more and 400 nm or less) with sterilizing ability, and a manufacturing method thereof.
  • tubular ultraviolet light sources such as mercury lamps and xenon lamps have been used (this specification Viruses, fungi, etc. are collectively referred to as “viruses, etc.”, and inactivation, disinfection, or sterilization of viruses, etc. is simply referred to as "sterilization.”
  • an object of the present invention is to provide an ultraviolet irradiation device and a manufacturing method thereof that can efficiently dissipate the heat generated by the light emission of LEDs.
  • an ultraviolet irradiation device includes at least one LED that emits ultraviolet rays, a circuit board provided with the LED, and a heat dissipation member installed under the circuit board. and an adhesive for bonding the back surface of the circuit board and the first surface of the heat radiating member, wherein the first surface of the heat radiating member is formed with an adhesive storing portion for storing the adhesive.
  • the adhesive storage portion has a storage recess located directly below the LED, and a guide groove extending from the storage recess toward the outside of the first surface.
  • a method for manufacturing an ultraviolet irradiation device includes a circuit board having an ultraviolet light emitting element provided on the front surface thereof, and a heat dissipation member provided under the circuit board.
  • a method of manufacturing an ultraviolet irradiation device by bonding with an adhesive, the step of filling an adhesive into a storage recess having a groove formed on the first surface of the heat dissipation member, and the back surface of the circuit board. facing the first surface and placing the circuit board on the heat radiating portion; pressing the first surface of the heat radiating member toward the back surface of the circuit board; and spreading the adhesive filled in the storage recess along the groove of the storage recess in response to.
  • the adhesive storage portion is provided on the first surface of the heat dissipation member, the heat generated by the light emission of the LED can be efficiently dissipated.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of an embodiment of an ultraviolet irradiation device according to the present invention, and shows a schematic cross section along the center in the Y direction of FIG. 1;
  • 1 is a plan view (view (a) seen from the Z+ direction in FIG. 1) and a back view (view (b) seen from the Z ⁇ direction in FIG. 1) of an embodiment of an ultraviolet irradiation device according to the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of an adhesive filling structure on a bonding surface of an LED set in a base in one embodiment of an ultraviolet irradiation device according to the present invention, where (a) is a schematic perspective view and (b) is a plan view ( FIG. 2 is a view seen from the Z+ direction of FIG. 1).
  • FIG. 1 is a schematic perspective view
  • FIG. 2 is a view seen from the Z+ direction of FIG. 1).
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of an adhesive-filled structure on a bonding surface of an LED set in a base in an embodiment of an ultraviolet irradiation device according to the present invention, showing a schematic cross section along the center in the X direction of each FIG. 1;
  • FIG. 1(a) shows the state before the adhesive is supplied,
  • (b) shows the state after the adhesive is supplied, and
  • (c) shows the state where the LED group is placed after the adhesive is supplied.
  • the ultraviolet irradiation device it is a diagram showing how the adhesive is actually filled. It shows the expanded state.
  • the ultraviolet irradiation device of the present embodiment is an example of a UVC-LED (deep ultraviolet light emitting diode) module for applications such as target surface sterilization and air sterilization.
  • UVC-LED deep ultraviolet light emitting diode
  • the drawings are schematic. Therefore, it should be noted that the relationship, ratio, etc. between the thickness and the planar dimensions are different from the actual ones, and the drawings include portions where the relationship and ratio of the dimensions are different from each other.
  • the embodiments shown below are examples of devices and methods for embodying the technical idea of the present invention. etc. are not specified in the following embodiments.
  • the ultraviolet irradiation device 100 of the present embodiment includes a resin housing 10 having a circular window material 70 attached to the central portion of its front surface side.
  • a UVC-LED 82 as a deep-ultraviolet light-emitting element capable of emitting deep-ultraviolet light is housed at the central position inside the housing 10 .
  • the UVC-LED is also simply referred to as "LED".
  • the normal direction of the front surface of the circuit board 81 on which the LEDs 82 are installed is the Z direction
  • the extension direction of the two wirings 83 led out to the outside of the housing 10. is the Y direction (Y ⁇ in the figure), and the width direction orthogonal to this is also called the X direction.
  • the housing 10 of the present embodiment has a rectangular parallelepiped box-shaped body portion, and includes a case 20 in which the window material 70 is installed, and a case 20 and a base 30 mounted in an opening 23 on the back side.
  • a plurality of fixing parts 21, 22 are provided around the case 20 for fixing itself to another structure.
  • the two wires 83 are fixed between the case 20 and the fastener 50 .
  • the case 20, the base 30, and the fastener 50 are integrally fitted together as a joint structure for facilitating assembly.
  • a joint structure for example, it is desirable that the case 20, the base 30 and the fastener 50 are mutually provided with projections and recesses for fitting and fixing them together. More preferably, the joints are fused together.
  • by adopting these unique housing structures it is possible to achieve both excellent waterproof and dustproof properties, improved durability in high humidity environments, and longer life due to improved heat dissipation of the LED 82. be.
  • the case 20 has one fixing portion 21 in the center of the upper side surface and a pair of fixing portions 21 on the left and right side surfaces of the base end side. It has a fixing part 22 . These three fixing portions 21 and 22 are formed to protrude outward (in the XY directions) from the side surfaces of the rectangular parallelepiped body portion of the case 20 to form an insulating structure.
  • a circular through hole and a stepped hole for fixing to another structure for example, a home appliance
  • screws or bolts for example
  • a window member mounting portion 24 with a circular opening is provided at the center of the case 20 on the surface side.
  • a window member 70 having a diameter one size larger than the diameter of the window member mounting portion 24 is mounted on the window member mounting portion 24 from the inner surface side of the case 20 .
  • the window member 70 is a disc-shaped member made of fused silica glass, and an LED 82 is arranged at a position facing the center of the window member 70, and the deep ultraviolet light emitted from the LED 82 is transmitted at a predetermined transmittance. It is formed to be permeable.
  • the window member mounting portion 24 is provided with an annular groove or the like necessary for mounting the window member 70 at an appropriate position, and the window member 70 is held by the adhesive/sealant filled in the groove or the like. It is glued in place and reliably seals surrounding gaps. Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the case 20 and the base 30 are integrally fixed with the retaining ring 60 sandwiched between the circuit board 81 and the window member 70 .
  • the retaining ring 60 is an annular plate-shaped member made of fluorine-based resin, and is provided so as to surround the LED 82 .
  • the window material 70 is arranged to face the LED 82 in the Z-axis direction, and faces the front surface of the case 20 that constitutes the housing 10 . Deep ultraviolet light can be transmitted.
  • the case 20 has a rectangular opening 23 formed in the rear surface of the case main body 25, and a rectangular opening (not shown) formed on the inner wall surface of the case body 25.
  • the base 30 is mounted in a state where the position in the Z direction is regulated at the position of the stepped portion.
  • a fastener holding portion 26 is formed by a recessed stepped portion on the bottom side of the rectangular opening 23, and the fastener 50 is accommodated in this stepped portion.
  • the peripheral edge portion 33 of the base 30 is mounted so as to be substantially spigot-fitted with the inner peripheral wall surface of the opening 23 of the case 20, and the peripheral edge rib 34 is pushed in by contacting the position of the rectangular stepped portion in the Z direction. position is reliably held at the desired position.
  • the back surface 32 of the base 30 is substantially flush with the peripheral end surface of the case 20 on the side of the opening 23 (surface where the fixing portions 21 and 22 contact another structure) when the case 20 is mounted. It is incorporated in such a way that
  • the resin composition used for the case 20 or the base 30 may be thermoplastic resin, thermosetting resin, photo-setting resin, or moisture-setting resin, but injection molding technology is used from the viewpoint of industrial productivity.
  • a thermoplastic resin that can be used is more preferable.
  • the case 20 and the base 30 and the fastener 50 having joint portions corresponding to the case 20 are provided with concave portions and convex portions that can be fitted and fixed to each other at appropriate positions.
  • the case 20 is provided with a mating protrusion corresponding to the base 30 and a mating recess corresponding to the fastener 50 .
  • the joints of the case 20, the base 30 and the fastener 50 are fused.
  • Heat fusion, ultrasonic fusion, laser fusion, and the like can be used as the fusion bonding method for the joints of the housing.
  • Heat fusion is the most desirable because it is desirable to use a method other than laser fusion in terms of the degree of freedom in the shape of the body.
  • the joints are heat-sealed.
  • Thermal fusion includes pulse fusion, hot plate fusion, and the like, but pulse fusion is desirable for a compact housing structure such as that of the present embodiment. This embodiment employs pulse fusion.
  • the LED 82 is mounted in the center of the upper surface of the rectangular plate-shaped circuit board 81, and two LEDs are mounted on the back side of the circuit board 81.
  • a wiring 83 is provided and led out of the housing 10 .
  • the circuit board 81, the LEDs 82 and the wiring 83 are integrated to form the LED set 80.
  • FIG. A middle portion of the wiring 83 is fixed to the housing 10 with the case 20 by a fastener 50 .
  • One of the two wires 83 (Pin1 (eg, red line)) is connected to the anode of the LED 82, and the other (Pin2 (eg, black line)) is connected to the cathode. driven.
  • the LEDs 82 of this embodiment can irradiate deep ultraviolet light of 260 nm to 270 nm, which is effective for sterilization, toward the sterilization target through the window member 70 .
  • the circuit board 81 of the LED group 80 is mounted so that the base 30 covers the opening 23 on the back side of the case 20 while being integrally arranged on the upper surface of the base 30 which is the inner surface side.
  • the base 30 of this embodiment is attached to the circuit board 81 and the base 30 with an adhesive A in a process prior to being incorporated into the case 20, and is integrally installed on the back surface of the circuit board 81 as a heat dissipation member.
  • the base 30 of this embodiment is installed integrally under the circuit board 81 as a heat dissipation member, and the rear surface of the circuit board 81 and the first surface 31 of the base 30 are bonded together with an adhesive A (FIG. 1(c)).
  • the first surface 31 of the base 30 is provided with two positioning pins 36 in the diagonal direction (FIG. 1(a)), so that the fixed position of the LED group 80 can be easily placed on the desired position. It is configured so that it can be placed
  • the base 30 is a substantially rectangular plate member made of resin, and the LED set 80 is fixed with the adhesive A to the first surface 31 that faces the front side.
  • a connector is formed in a recessed groove shape for accommodating and holding a connector projecting to the back surface side of the LED set 80.
  • a support portion 35 is formed.
  • the adhesive may also include a cured adhesive.
  • the base 30 of this embodiment has an adhesive storage portion 40 for storing the adhesive A, as shown in FIG.
  • the adhesive storage part 40 includes a storage recess 41 provided so as to be positioned immediately below the LED 82, which is a deep ultraviolet light emitting element, and a plurality of guide grooves extending from the storage recess 41 toward the outer edge of the first surface 31. 42 and .
  • the storage recess 41 is formed from a circular recess.
  • five guide grooves 42a to 42d are provided as the plurality of guide grooves 42, as shown in FIG.
  • the guide grooves 42a to 42d are not particularly distinguished, they are also referred to simply as the guide grooves 42 by the representative reference numeral 42.
  • the extending state of the five guide grooves 42a to 42d is such that the base ends of the respective guide grooves 42a to 42d are connected so as to communicate with the storage recess 41, and the tip ends opposite to the base ends are connected to each other. , extending in a substantially radial manner toward the outer edge of the first surface 31 .
  • the two guide grooves 42a and 42b on the Y ⁇ side extend left and right ( ⁇ in the X direction), respectively, and their midway portions are near the outer edge of the first surface 31 and the connector supporting portions 35 extend. downward (Y-direction) along both sides of the .
  • the single center guide groove 42d extends straight in the Y+ direction, and the two guide grooves 42c on the left and right (X direction ⁇ ). , 42e each extend obliquely upward (in the Y+ direction in the ⁇ X directions), and their middle portions are bent in the vicinity of the outer edge of the first surface 31 along the Y+ direction.
  • the depth (d1) of the storage recess 41 constituting the adhesive storage section 40 and each guide As for the depth (d2) with respect to the groove portion 42 the depth (d2) of the guide groove portion 42 is shallower than the depth (d1) of the storage recess 41.
  • a protrusion prevention groove is provided around the adhesive storage section 40 to prevent the adhesive A in the adhesive storage section 40 from exceeding the adhesive surface and protruding to the outside.
  • 43 is provided so as to surround the entire periphery of the adhesive storage section 40 in a rectangular frame shape along the peripheral shape.
  • the LED 82 is provided at a location other than directly above the protrusion prevention groove 43 .
  • the operation and effect of the bonding process of the circuit board 81 and the base 30 in the ultraviolet irradiation device 100 of the present embodiment and the adhesive filling structure will be described.
  • the first surface 31 of the base 30 is in a horizontal orientation (HL), and as shown in FIG.
  • a predetermined amount of the adhesive A to be filled is dropped into the center of the circular storage recess 41 positioned in the center of the first surface 31 by a coating mechanism including such a nozzle.
  • the volume of the adhesive A to be filled is equal to or greater than the volume of the adhesive storage portion 40 and equal to or less than the sum of the volume of the adhesive storage portion 40 and the volume of the overflow prevention groove 43 .
  • the back surface of the circuit board 81 of the LED group 80 faces the first surface 31, and as shown in FIG. .
  • the LED group 80 is pressed with an appropriate pressure along the positioning pins 36 provided at two diagonal positions. Accordingly, the adhesive A spreads smoothly along the plurality of guide grooves 42 radially extending outward from the central storage recess 41 , and spreads over the entire surface of the first surface 31 substantially uniformly. As a result, the LED set 80 is placed and fixed at the desired fixed position on the first surface 31 of the base 30 .
  • the arrows pointing from the position of the storage recess 41 in the center to each guide groove 42 indicate that the adhesive A supplied from the dispenser to one point of the storage recess 41 flows along each guide groove 42. It shows an image that can be smoothly guided through.
  • the circuit board 81 provided with at least one LED 82 for emitting ultraviolet rays, the base 30 installed under the circuit board 81, the circuit board 81 and an adhesive A for bonding the back surface of the base 30 and the first surface 31 of the base 30 together. be done.
  • the adhesive A is applied to a plurality of locations by the dispenser, there is a problem that the risk of inclusion of air bubbles increases when the adhesives A applied to different locations are merged with each other.
  • the ultraviolet irradiation device 100 as shown in FIGS. There is only one circular storage recess 41, and an adhesive filling structure is adopted that spreads from one point of the storage recess 41 to a plurality of guide grooves 42 extending outward.
  • the ultraviolet irradiation device 100 of the present embodiment is provided with an adhesive storage portion 40 for storing the adhesive A on the first surface 31 of the base 30.
  • the portion 40 has a storage recess 41 directly below the LED 82 and a guide groove 42 extending from the storage recess 41 toward the outside of the first surface 31 (Invention 1).
  • a desired adhesion area on the first surface 31 can be reliably secured, and peeling due to insufficient adhesion strength can be prevented. It is possible to prevent or suppress the overflow of the adhesive A to the.
  • the ultraviolet irradiation device 100 of the present embodiment it is possible to prevent or suppress deterioration in the assembling performance in the post-process due to the overflow of the adhesive and variations in thermal conductivity.
  • the adhesive can be reliably filled in the adhesive storage portion of the heat radiating member without creating a gap at the adhered portion. Therefore, it is possible to prevent or suppress the obstruction of the heat transfer path due to the formation of the gap. Therefore, the heat generated by the light emission of the LED can be efficiently dissipated.
  • the coating mechanism including a nozzle such as a dispenser forms a circular retracted portion positioned in the center of the first surface 31 as shown in FIG. 6(b).
  • the adhesive A can be dripped into the recess 41 and spread smoothly along the plurality of guide grooves 42 extending outward.
  • the ultraviolet irradiation device 100 even if air bubbles enter the storage recess 41 , the air bubbles are pushed out from the storage recess 41 to the plurality of guide grooves 42 extending outward. Therefore, it is possible to prevent or suppress air bubbles from remaining in the central portion of the first surface 31 .
  • a plurality of guide grooves 42 extending radially from the circular storage recess 41 positioned in the center are provided. 5(a) and 6(c), the heat generated from the LED 82 is quickly directed toward the peripheral edge of the first surface 31 along the adhesive A stored in the plurality of guide grooves 42. can tell Therefore, it is excellent in suppressing the temperature rise of the LED 82 by further improving heat dissipation.
  • the ultraviolet irradiation device 100 according to the present embodiment As shown in FIGS. It is excellent in rapidly transmitting the heat generated toward the peripheral edge of the first surface 31 along the stored adhesive A (Invention 2). Further, in the ultraviolet irradiation device 100 according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, a protrusion prevention groove 43 is formed so as to surround the adhesive storage section 40 (Invention 3). As a result, according to the ultraviolet irradiation device 100 according to the present embodiment, when the circuit board 81 and the base 30 are attached via the adhesive A, the adhesive A flows out in the direction of the outer shape of the circuit board 81 due to capillary action. Even so, as shown in FIG.
  • the adhesive A that has flowed out enters the overflow preventing groove 43 surrounding the periphery, so that the adhesive A does not remain outside the overflow preventing groove 43. It is suitable for preventing deterioration of the assembly efficiency in the post-process.
  • the ultraviolet irradiation device 100 in the ultraviolet irradiation device 100 according to the present embodiment, not only the adhesive storage section 40 but also the protrusion prevention groove 43 is further provided, so that the amount of the adhesive A that contributes to adhesion can be controlled (in other words, the protrusion The adhesive A in the prevention groove 43 does not contribute to adhesion). Therefore, it is suitable for preventing or suppressing deterioration of the assembling performance in the post-process due to the adhesive agent A running out of the circuit board 81 and variations in thermal conductivity. Further, in the ultraviolet irradiation device 100 according to the present embodiment, the LED 82 is provided at a location other than directly above the protrusion-preventing groove 43.
  • the housing structure is also such that the peripheral edge portion 33 of the base 30 is fitted to the inner peripheral wall surface of the opening portion 23 of the case 20 so as to be substantially spigot-fitted.
  • a configuration is adopted in which the position in the Z direction to be pushed in is reliably held at a desired position by the peripheral edge rib 34 coming into contact with the position of the rectangular stepped portion.
  • the adhesive A between the circuit board 81 and the base 30 is not applied. It can be said that it is excellent in controlling the coating amount.
  • the volume of the adhesive A to be filled is equal to or greater than the volume of the adhesive storage portion 40 and equal to or less than the sum of the volume of the adhesive storage portion 40 and the volume of the protrusion prevention groove 43. It is set (Invention 5). As a result, the range of the filling amount that enables reliable bonding without creating a gap can be widened without precisely controlling the volume of the adhesive A to be filled. As shown in FIG. 7, the adhesive can be filled without flowing out of the overflow prevention groove 43 and without forming a gap in the adhesive storage portion 40 .
  • the adhesive A can be applied without creating a gap in the adhesive storage section 40 without using a high-performance dispenser capable of precisely controlling the filling amount. Filling is possible, and lamination is possible so as not to hinder the heat transfer path due to the gap. Further, since the volume of the adhesive A stored in the adhesive storage unit 40 is constant, it is possible to manufacture the ultraviolet irradiation device 100 having stable heat dissipation performance with no difference in thermal conductivity performance with high productivity. can.
  • the depth of the groove 42 is shallow (Invention 6).
  • the adhesive A will be biased on the adhesive storage section 40.
  • the ultraviolet irradiation device by making the depth of the guide groove 42 shallower than the depth of the circular storage recess 41, the applied adhesive A spreads to the circular storage recess by surface tension. It becomes easier to approach the center within 41 . Therefore, it is suitable for suppressing unevenness of the adhesive A on the adhesive storage section 40 .
  • the heat generated by the light emission of the LEDs 82 can be efficiently dissipated. It should be noted that the ultraviolet irradiation device according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention.
  • the material of the adhesive A is not particularly limited in adopting the adhesive filling structure in the ultraviolet irradiation device 100 of the present embodiment.
  • the thermal conductivity of the adhesive A after curing is preferably at least 0.3 W/m*K or more (Invention 7). It is preferable to have a thermal conductivity of 0.3 W/m*K or more in the direction of thermal conductivity, but by appropriately dispersing the added thermally conductive particles, a thermal conductivity of 0.5 W/m*K or more can be obtained. It is more preferable to have It is even more preferable to further increase the number of thermally conductive particles by optimizing the resin filling method to give a thermal conductivity of 1.0 W/m*K or more.
  • the adhesive A is preferably a resin composition
  • the resin composition may be any of a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, and a moisture-curable resin, but from the viewpoint of industrial productivity.
  • a thermosetting resin which can be easily cured after mounting the circuit board, is more preferable.
  • the thermosetting resin is a heat-resistant thermally conductive composition containing a matrix resin and thermally conductive particles, and the matrix resin is silicone rubber, silicone gel, acrylic rubber, fluororubber, epoxy resin, phenolic resin, unsaturated polyester resin. , melamine resins, acrylic resins, silicone resins, fluorine resins, and other thermosetting resins are preferred.
  • silicone is preferred because of its high heat resistance, and is selected from elastomers, gels, putties, greases, and oils, and any curing system such as peroxide, addition, or condensation may be used.
  • Addition-curing silicone polymers are more preferable because they are less corrosive to the surroundings and less by-products are released outside the system. Type silicone polymers are even more preferred.
  • Thermally conductive particles include alumina, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, beryllia, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, fused silica, crystals.
  • Inorganic compounds having excellent thermal conductivity such as amorphous silica, amorphous silica, silicon carbide, silicon nitride, titanium carbide, and diamond, are preferred. It is more preferable to use alumina as the heat conductive particles because of its electrical insulation and chemical stability.
  • thermal conductivity 0.3 W/m*K or more in the direction of thermal conductivity, but by appropriately dispersing the added thermally conductive particles, a thermal conductivity of 0.5 W/m*K or more can be obtained. It is more preferable to have It is even more preferable to further increase the number of thermally conductive particles by optimizing the resin filling method to give a thermal conductivity of 1.0 W/m*K or more.
  • the material of the base 30, which is a heat dissipation member is not particularly limited.
  • the thermal conductivity of the base 30, which is a heat radiating member is at least 0.3 W/m*K or more (Invention 8). It is preferable to have thermal conductivity of 0.3 W/m*K or more in the direction of thermal conductivity, but thermal conductivity of 0.5 W/m*K or more can be achieved by appropriately dispersing the added thermal conductive filler.
  • the base 30 is preferably made of a resin composition, and the resin composition may be any of thermoplastic resin, thermosetting resin, photo-setting resin, and moisture-setting resin. Thermoplastic resins that can be used with molding techniques are more preferable.
  • thermoplastic resins include polycarbonate resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polymethylpentene resin, polyvinyl chloride resin, polystyrene resin, acrylonitrile/butadiene/styrene copolymer (ABS), polyethylene terephthalate resin (PET), and polybutylene terephthalate. resin (PBT), polyamide resin, polyetherketone resin, polyetheretherketone resin, and the like.
  • resins may be used alone or in combination of two or more. Flame retardants, coupling agents, conductivity-imparting agents, inorganic fillers, resin fillers, ultraviolet Various additives, such as absorbents, antioxidants, colorants such as dyes and pigments, which are usually blended with resins, may be blended.

Abstract

ＬＥＤの発光に伴う発熱を効率よく放熱できる紫外線照射装置およびその製造方法を提供する。紫外線照射装置（１００）は、紫外線を出射する少なくとも１つのＵＶＣ－ＬＥＤ（８２）と、ＵＶＣ－ＬＥＤ（８２）を設けた回路基板（８１）と、回路基板（８１）の下に設置された放熱部材であるベース（３０）と、回路基板（８１）の裏面とベース（３０）の第一の面（３１）とを貼り合わせる接着剤（Ａ）と、を備える。ベース（３０）の第一の面（３１）には、接着剤（Ａ）を格納する接着剤格納部（４０）が形成され、接着剤格納部（４０）は、ＵＶＣ－ＬＥＤ（８２）の真下にある格納凹部（４１）と、格納凹部（４１）から第一の面（３１）の外方向かって延びるガイド溝部（４２）と、を有する。

Description

紫外線照射装置およびその製造方法
　本発明は、殺菌能力をもつ紫外線（波長が２００ｎｍ以上、４００ｎｍ以下の光）を発する紫外線照射装置およびその製造方法に関する。
　従来、紫外線を用いて、流体中の病原性のウィルスや菌類等を不活化若しくは消毒または殺菌する際には、水銀ランプやキセノンランプなどの管球の紫外線光源が用いられてきた（本明細書では、ウィルスや菌類等を「ウィルス等」と総称するものとし、ウィルス等を不活化若しくは消毒または殺菌することを単に「殺菌」と称するものとする。）。
　近年、殺菌を行うことが可能な波長を照射できるＬＥＤが実用化されたことによって、従来の紫外線光源では実現できなかった装置構成が可能になった。
　この種のＬＥＤは、その発光に伴う発熱によって発光効率および寿命が低下する。そのため、殺菌性能を担保するためには、定期的な光源の交換が必要となる。そのため、ＬＥＤを光源として用いる紫外線照射装置においては、ヒートシンクを介して効率的に放熱させて、紫外線ＬＥＤを冷却する技術が採用されている（特許文献１，２参照）。
特開２００９－６５１２８号公報 特開２０１４－２２１４４５号公報
　ここで、この種のＬＥＤの発光に伴う発熱を効率よく放熱するためには、ＬＥＤとヒートシンク等の放熱部材を隙間なく接合する必要がある。
　しかし、放熱部材に接着剤を塗布してそのままＬＥＤを搭載した回路基板を接着しても、ディスペンサの精度によって接着剤の塗布量にばらつきが生じ、接着面積にばらつきが生じるという問題がある。
　これにより、接着強度の不足による剥がれが生じたり、ＬＥＤを搭載した基板外部への接着剤のはみだしによる後工程の組立性低下が発生したりするという問題がある。また、接着面積にばらつきが生じると、熱伝導性にもばらつきが生じるという問題がある。
　そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、ＬＥＤの発光に伴う発熱を効率よく放熱し得る紫外線照射装置およびその製造方法を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る紫外線照射装置は、紫外線を出射する少なくとも１つのＬＥＤと、前記ＬＥＤを設けた回路基板と、前記回路基板の下に設置された放熱部材と、前記回路基板の裏面と前記放熱部材の第一の面とを貼り合わせる接着剤と、を備え、前記放熱部材の第一の面には前記接着剤を格納する接着剤格納部が形成され、前記接着剤格納部は、前記ＬＥＤの真下に位置する格納凹部と、該格納凹部から前記第一の面の外方向かって延びるガイド溝部と、を有する。
　また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る紫外線照射装置の製造方法は、紫外線発光素子をおもて面に設けた回路基板と該回路基板の下に設置される放熱部材とを接着剤で貼り合わせて紫外線照射装置を製造する方法であって、前記放熱部材の第一の面に形成されて溝部を有する格納凹部に接着剤を充填する工程と、前記回路基板の裏面を前記第一の面に対向させて前記回路基板を前記放熱部に載置する工程と、前記放熱部材の前記第一の面を前記回路基板の前記裏面に向けて押圧する工程と、前記押圧に応じて前記格納凹部に充填した接着剤を前記格納凹部の前記溝部に沿って広げていく工程と、を含む。
　本発明によれば、放熱部材の第一の面に接着剤格納部を設けたので、ＬＥＤの発光に伴う発熱を効率よく放熱できる。
本発明に係る紫外線照射装置の一実施形態を説明する模式的斜視図である。 本発明に係る紫外線照射装置の一実施形態の説明図であって、同図は、図１のＹ方向での中心に沿った模式的断面を示している。 本発明に係る紫外線照射装置の一実施形態の平面図（図１のＺ＋方向から見た図（ａ））、および背面図（図１のＺ－方向から見た図（ｂ））である。 本発明に係る紫外線照射装置の一実施形態でのＬＥＤ組とベースとの結合構造の説明図であり、同図（ａ）は模式的斜視図、（ｂ）は右側面図（図１のＸ＋方向から見た図）、（ｃ）は図１のＹ方向での中心に沿った模式的断面を示している。 本発明に係る紫外線照射装置の一実施形態でのベースにおけるＬＥＤ組との結合面の接着剤充填構造の説明図であり、同図（ａ）は模式的斜視図、（ｂ）は平面図（図１のＺ＋方向から見た図）である。 本発明に係る紫外線照射装置の一実施形態でのベースにおけるＬＥＤ組との結合面の接着剤充填構造の説明図であり、各図１のＸ方向での中心に沿った模式的断面を示しており、同図（ａ）は、接着剤を供給前の状態を示し、（ｂ）は接着剤を供給した状態を示し、（ｃ）は接着剤を供給後にＬＥＤ組を載置した状態を示している。 本発明に係る紫外線照射装置の一実施形態において、実際に接着剤が充填される様子を示す図であり、同図（ａ）は充填直後の状態、（ｂ）はその後に接着剤格納部内に広がった状態を示している。
　以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。本実施形態の紫外線照射装置は、対象の表面殺菌や空気殺菌などの用途に向けたＵＶＣ－ＬＥＤ（深紫外発光ダイオード）モジュールの例である。
　なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
　また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
　図１に斜視図を示すように、本実施形態の紫外線照射装置１００は、自身の表（おもて）面側の中央部に円形の窓材７０が装着された樹脂製の筐体１０を備える。筐体１０の内部中央の位置には、深紫外光を放出可能な深紫外線発光素子としてのＵＶＣ－ＬＥＤ８２が格納されている。以下、ＵＶＣ－ＬＥＤを単に「ＬＥＤ」とも呼称する。
　なお、本実施形態では、ＬＥＤ８２が設置される回路基板８１の表（おもて）面の法線方向をＺ方向とし、筐体１０の外部に導出される二本の配線８３の延出方向をＹ方向（同図でのＹ－）とし、これに直交する幅方向をＸ方向とも呼称するものとする。
　詳しくは、図２および図３に示すように、本実施形態の筐体１０は、本体部分が直方体状の箱型をなして形成されており、窓材７０が設置されるケース２０と、ケース２０裏面側の開口部２３に装着されるベース３０とを有する。ケース２０の周囲には、自身を別の構造物に固定するために複数の固定部２１、２２が設けられている。二本の配線８３は、ファスナ５０によってケース２０との間に固定されている。
　本実施形態では、ケース２０、ベース３０およびファスナ５０は、組立を容易にするための結合構造として、各部が相互に嵌め込まれて一体化される。このような結合構造としては、例えば、ケース２０、ベース３０およびファスナ５０を相互に嵌め込んで固定するための凸部や凹部が相互に設けられていることが望ましい。
　さらに望ましくは相互の接合部が融着されることが望ましい。本実施形態では、これら特有の筐体構造の採用により、防水・防塵性に優れるとともに、高湿度環境下での耐久性向上と、ＬＥＤ８２の放熱性向上による長寿命化とを両立可能に構成される。
　本実施形態の筐体１０は種々の機器への組み込みが可能であり、本実施形態では、ケース２０の上部側面の中央に一つの固定部２１を有するとともに、基端側の左右側面に一対の固定部２２を有する。これら３つの固定部２１、２２は、ケース２０の直方体状の本体部分の側面から外方（ＸＹ方向）に向けて張り出すように形成されて絶縁構造を構成している。
　各固定部２１、２２の中央部分には、別の構造物（例えば家電製品）に対して、例えば、ねじ若しくはボルト等で固定するための円形の貫通孔および段付き穴がＺ方向に沿って形成され、これにより、別の構造物に容易に組み込み可能になっている。
　ケース２０の表面側中央には、円形に開口する窓材装着部２４が設けられている。そして、この窓材装着部２４に対して、窓材装着部２４の直径よりも一回り大きな直径を有する窓材７０がケース２０の内面側から装着される。窓材７０は、円盤状に形成された溶融石英ガラス製の部材であり、窓材７０の中心に対向する位置に、ＬＥＤ８２が配置され、ＬＥＤ８２から出射された深紫外光を所定の透過率で透過可能に形成されている。
　本実施形態では、窓材装着部２４には、窓材７０の装着に必要な円環状の溝部等が適宜の位置に形成され、溝部等に充填された接着・封止剤によって窓材７０が所定の位置に接着されるとともに周囲の隙間が確実に封止される。
　さらに、本実施形態では、図２に示すように、回路基板８１と窓材７０との間に、保持リング６０が挟持された状態でケース２０とベース３０とが一体的に固定される。保持リング６０は、フッ素系樹脂製の円環板状の部材であり、ＬＥＤ８２の周囲を囲うように設けられる。
　本実施形態では、保持リング６０を窓材７０の装着姿勢の保持部材として用いることで、窓材７０に加わる応力を吸収できるとともに、絶縁性を保つことが可能とされており、さらに、紫外線による劣化のおそれもないという利点がある。これにより、窓材７０は、ＬＥＤ８２に対してＺ軸方向で対向するように配置され、筐体１０を構成するケース２０の表（おもて）面側に向けて、ケース２０の内側からの深紫外光を透過可能になっている。
　また、本実施形態では、ケース２０は、図３に示すように、ケース本体部２５の裏面に、矩形状の開口部２３が形成されており、その内壁面に形成された不図示の矩形状段部の位置にてＺ方向の位置が規制された状態でベース３０が装着されるようになっている。矩形状の開口部２３の底面側には、凹の段部によってファスナ保持部２６が形成され、この段部内にファスナ５０が収容されるようになっている。
　ベース３０の周縁部３３は、ケース２０の開口部２３の内周壁面と略インロー嵌合するように装着されるとともに、周縁リブ３４が矩形状段部の位置に当接することで押し込まれるＺ方向の位置が所期の位置に確実に保持される。このとき、ベース３０の裏面３２は、ケース２０に装着された状態において、ケース２０の開口部２３側の周端面（固定部２１，２２が別の構造物に当接する面）と略面一となるように組み込まれる。
　上記ケース２０若しくはベース３０に用いる樹脂組成物としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂のいずれでも良いが、工業的生産性の観点から射出成型技術が利用できる熱可塑性樹脂がより好ましい。
　なお、本実施形態では、ケース２０とこれに対応する接合部を有するベース３０およびファスナ５０には、相互に嵌め込んで固定できる凹部や凸部を適所に設けている。本実施形態の例では、ケース２０には、ベース３０に対応する篏合凸部およびファスナ５０に対応する篏合凹部が設けられる。さらに、本実施形態では、ケース２０、ベース３０およびファスナ５０を相互の結合部が融着される。
　筐体の結合部の融着方法としては、熱融着、超音波融着、レーザー融着などを採用できるが、内部の電子部品の保護という観点からは超音波以外の融着が望ましく、成形体の形状の自由度からはレーザー融着以外が望ましいため、熱融着が最も望ましい。
　本実施形態では接合部が熱融着されている。また、熱融着にもパルス融着、熱板融着などがあるが、本実施形態のようなコンパクトな収納構造に対してはパルス融着が望ましい。本実施形態ではパルス融着を採用している。
　そして、本実施形態の筐体１０においては、図２および図３に示すように、ＬＥＤ８２は、矩形板状の回路基板８１の上面中央に搭載され、回路基板８１の裏面側には二本の配線８３が設けられ筐体１０の外部に導出される。回路基板８１、ＬＥＤ８２および配線８３が一体となってＬＥＤ組８０が構成される。配線８３の途中部分は、筐体１０に対して、ケース２０との間でファスナ５０によって固定される。
　二本の配線８３は、その一方（Ｐｉｎ１（例えば赤線））がＬＥＤ８２のアノードに接続されるとともに、他方（Ｐｉｎ２（例えば黒線））がカソードに接続され、不図示の外部電源によって定電流駆動される。これにより、本実施形態のＬＥＤ８２は、殺菌に効果的な２６０ｎｍ～２７０ｎｍの深紫外光を、窓材７０を介して殺菌対象に向けて照射可能になっている。
　ここで、このＬＥＤ組８０の回路基板８１は、ベース３０の内面側となる上面に一体で配置された状態で、ケース２０の裏面側の開口部２３をベース３０が覆うように装着される。本実施形態のベース３０は、ケース２０に組み込まれる前工程にて、回路基板８１とベース３０とが接着剤Ａで貼り合わされ、放熱部材として、回路基板８１の裏面に一体で設置される。
　より詳しくは、図４に示すように、本実施形態のベース３０は、放熱部材として、回路基板８１の下に一体で設置されており、回路基板８１の裏面とベース３０の第一の面３１とが接着剤Ａで貼り合わされる（同図（ｃ））。ベース３０の第一の面３１には、対角方向の二箇所に位置決めピン３６が設けられ（同図（ａ））、これにより、ＬＥＤ組８０の固定位置を容易に所期の位置に載置可能に構成されている。
　ベース３０は、略矩形状をなす樹脂製の板部材であり、表側を向く面である第一の面３１にＬＥＤ組８０が上記接着剤Ａで固定される。第一の面３１の底部側端部には、図４（ｃ）および図５に示すように、ＬＥＤ組８０の裏面側に張り出すコネクタを収容保持するために凹溝状に形成されたコネクタ支持部３５が形成されている。ここで、接着剤は、接着剤硬化物も含まれてよい。
　特に、本実施形態のベース３０は、接着剤充填構造として、ベース３０の第一の面３１に、図５に示すように、接着剤Ａを格納する接着剤格納部４０が形成されている。接着剤格納部４０は、深紫外線発光素子であるＬＥＤ８２の真下に位置するように設けられた格納凹部４１と、この格納凹部４１から第一の面３１の外縁方向に向かって延びる複数のガイド溝部４２と、で形成されている。
　本実施形態の接着剤充填構造では、格納凹部４１は円形の凹部から形成されている。また、本実施形態の接着剤充填構造では、複数のガイド溝部４２として、図５に示すように、５本のガイド溝部４２ａ～４２ｄが設けられている。なお、各ガイド溝部４２ａ～４２ｄを特に区別しないときは、代表符号４２にて、単にガイド溝部４２とも呼称する。
　詳しくは、５本のガイド溝部４２ａ～４２ｄの延在状態は、各ガイド溝部４２ａ～４２ｄの基端部が格納凹部４１に連通するように繋がっており、基端部とは反対の先端部が、第一の面３１の外縁方向に向かって略放射状に広がるように伸びている。
　そして、本実施形態の例では、Ｙ－側の二本のガイド溝部４２ａ、４２ｂは、左右（Ｘ方向±）にそれぞれ伸びるとともに、途中部分が第一の面３１の外縁近傍でコネクタ支持部３５の両側に沿って下方（Ｙ－方向）に曲がっている。
　また、Ｙ＋側の三本のガイド溝部４２ｃ、４２ｄ、４２ｅについては、中央の一本のガイド溝部４２ｄは、真っ直ぐにＹ＋方向に伸びており、左右（Ｘ方向±）の二本のガイド溝部４２ｃ、４２ｅが、斜め上方（Ｘ方向±でのＹ＋方向）にそれぞれ伸びるとともに、途中部分が第一の面３１の外縁近傍でＹ＋方向に沿うように曲がっている。
　なお、図６（ａ）に示すように、第一の面３１を水平の基準（ＨＬ）として見たときに、接着剤格納部４０を構成する格納凹部４１の深さ（ｄ１）と各ガイド溝部４２との深さ（ｄ２）は、格納凹部４１の深さ（ｄ１）よりもガイド溝部４２の深さ（ｄ２）が浅くなっている。
　また、本実施形態の接着剤充填構造では、接着剤格納部４０の周囲には、接着剤格納部４０の接着剤Ａが接着面を越えて外部まではみ出すことを防止するための、はみだし防止溝４３が接着剤格納部４０の周囲全体を、周縁形状に沿った矩形枠状に囲繞するように設けられている。換言すると、はみ出し防止溝４３の真上以外の場所に、ＬＥＤ８２を有する。これにより、張り合わせ時に接着剤格納部４０からはみ出た接着剤がはみだし防止溝４３に格納されるようになっている。
　次に、本実施形態の紫外線照射装置１００における回路基板８１とベース３０との張り合わせ工程および上記接着剤充填構造の作用効果について説明する。
　回路基板８１とベース３０との張り合わせ工程では、図６（ａ）に示すように、ベース３０の第一の面３１を水平姿勢（ＨＬ）とし、同図（ｂ）に示すように、ディスペンサのようなノズルを含む塗布機構により、第一の面３１の中央に位置させた円形の格納凹部４１の中心に、充填する接着剤Ａを所定量だけ滴下する。本実施形態では、充填する接着剤Ａの体積は、接着剤格納部４０の体積以上、接着剤格納部４０の体積とはみだし防止溝４３の体積との和以下に設置されている。
　次いで、遅滞なく、ＬＥＤ組８０の回路基板８１裏面を第一の面３１に対向させ、同図（ｃ）に示すように、第一の面３１の上方から所期の固定位置に載置する。その際、ＬＥＤ組８０が対角方向の二箇所に設けられた上記位置決めピン３６に沿って適圧にて押圧される。
　これに応じ、中央の格納凹部４１から外へ放射状に延びる複数のガイド溝部４２に沿って接着剤Ａが円滑に広がり、第一の面３１の全面に亘ってほぼ均一に接着剤Ａを行き渡る。これにより、ベース３０の第一の面３１に対して、ＬＥＤ組８０が所期の固定位置に載置・固定される。
　なお、図５（ｂ）において、中央の格納凹部４１の位置から各ガイド溝部４２に向けて示す矢印は、ディスペンサから格納凹部４１の１点に供給された接着剤Ａが各ガイド溝部４２に沿って円滑に導かれるイメージを示している。
　このとき、回路基板８１とベース３０を、接着剤Ａを介して張り合わせた際に、接着剤Ａが毛細管現象によって回路基板８１の外形方向に流れ出そうとしても、同図（ｃ）に示すように、周囲を囲繞しているはみだし防止溝４３内に流れ出た接着剤Ａが入り込む。これにより、はみだし防止溝４３よりも外側への接着剤Ａの流れ出しが防止される。
　ここで、本実施形態の紫外線照射装置１００では、上述したように、紫外線を出射する少なくとも１つのＬＥＤ８２を設けた回路基板８１と、回路基板８１の下に設置されたベース３０と、回路基板８１の裏面とベース３０の第一の面３１とを貼り合わせる接着剤Ａと、を備えるところ、ベース３０の第一の面３１に対して、上記張り合わせ工程において、ディスペンサにより接着剤Ａが充填・塗布される。
　しかし、仮に、ディスペンサによる接着剤Ａの塗布箇所が複数になると、塗布箇所が異なる接着剤Ａそれぞれが相互に合流した際に気泡が混入するリスクが高くなるという問題がある。
　これに対し、本実施形態に係る紫外線照射装置１００では、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示したように、接着剤Ａの塗布箇所を接着剤格納部４０の中央に位置させた円形の格納凹部４１の１か所のみとしており、さらに、格納凹部４１の１点から外へ延びる複数のガイド溝部４２へと広がる接着剤充填構造を採用している。
　すなわち、本実施形態の紫外線照射装置１００は、図５に示したように、ベース３０の第一の面３１には、接着剤Ａを格納する接着剤格納部４０が形成され、この接着剤格納部４０は、ＬＥＤ８２の真下にある格納凹部４１と、格納凹部４１から第一の面３１の外方向かって延びるガイド溝部４２と、を有する（発明１）。
　これにより、本実施形態の紫外線照射装置１００によれば、第一の面３１での所望の接着面積を確実に確保できるとともに、接着強度の不足による剥がれや、ＬＥＤ８２を搭載した回路基板８１の外部への接着剤Ａのはみだしを防止または抑制できる。
　また、本実施形態の紫外線照射装置１００によれば、接着剤のはみだしによる後工程での組立性低下、および、熱伝導性のばらつきを防止または抑制できる。また、貼り付け部分での隙間を生じさせずに放熱部材の接着剤格納部に接着剤を確実に充填できる。そのため、隙間が生じることによる熱伝達経路の阻害を防止または抑制できる。よって、ＬＥＤの発光に伴う発熱を効率良く放熱できる。
　特に、本実施形態の紫外線照射装置１００によれば、ディスペンサのようなノズルを含む塗布機構により、図６（ｂ）に示したように、第一の面３１の中央に位置させた円形の格納凹部４１に接着剤Ａを滴下し、外へ延びる複数のガイド溝部４２に沿って接着剤Ａを円滑に広げることができる。
　よって、本実施形態に係る紫外線照射装置１００によれば、仮に格納凹部４１に気泡が混入した場合であっても、格納凹部４１から外へ延びる複数のガイド溝部４２へと気泡が押し出される。そのため、第一の面３１の中心部に気泡が残ることを防止または抑制できる。
　また、本実施形態に係る紫外線照射装置１００によれば、図５に示したように、中央に位置させた円形の格納凹部４１から放射状に延びる複数のガイド溝部４２を設けているので、これにより、図５（ａ）および図６（ｃ）に示すように、ＬＥＤ８２から生じた熱を、複数のガイド溝部４２に格納された接着剤Ａに沿って第一の面３１の周縁に向けて迅速に伝えることができる。そのため、放熱性がより一層向上してＬＥＤ８２の温度上昇を抑制する上で優れている。
　さらに、本実施形態に係る紫外線照射装置１００では、図２，図６（ｃ）にも示すように、接着剤格納部４０は、ＬＥＤ８２の真下に位置する格納凹部４１を有するので、ＬＥＤ８２から生じた熱を格納された接着剤Ａに沿って第一の面３１の周縁に向けて迅速に伝える上で優れている（発明２）。
　また、本実施形態に係る紫外線照射装置１００では、図５に示したように、接着剤格納部４０を取り囲むように、はみだし防止溝４３が形成されている（発明３）。これにより、本実施形態に係る紫外線照射装置１００によれば、回路基板８１とベース３０を、接着剤Ａを介して張り合わせた際に、接着剤Ａが毛細管現象によって回路基板８１の外形方向に流れ出そうとしても、図６（ｃ）に示したように、流れ出た接着剤Ａが、周囲を囲繞しているはみだし防止溝４３内に入り込むため、はみだし防止溝４３よりも外側には接着剤Ａが流れ出なくなり、後工程での組立性の低下を防ぐ上で好適である。
　特に、本実施形態に係る紫外線照射装置１００では、接着剤格納部４０だけではなく、はみだし防止溝４３も更に存在することにより、接着に寄与する接着剤Ａの量を制御できる（換言すると、はみだし防止溝４３内の接着剤Ａは接着には寄与しない）。そのため、回路基板８１の外部への接着剤Ａのはみだしによる後工程での組立性の低下や、熱伝導性のばらつきを防止または抑制する上で好適である。
　また、本実施形態に係る紫外線照射装置１００では、はみ出し防止溝４３の真上以外の場所にＬＥＤ８２を有するので、仮にはみ出し防止溝４３の部分に空隙部が生じていた場合であっても、ＬＥＤ８２から生じた熱を格納された接着剤Ａに沿って第一の面３１の周縁に向けて迅速に伝える上で、発熱効率の低下が可及的に防止される（発明４）。
　さらに、本実施形態に係る紫外線照射装置１００によれば、筐体構造についても、ベース３０の周縁部３３が、ケース２０の開口部２３の内周壁面と略インロー嵌合するように装着されるとともに、周縁リブ３４が矩形状段部の位置に当接することで押し込まれるＺ方向の位置が所期の位置に確実に保持される構成を採用している。
　換言すれば、ケース２０へのベース３０装着時のＺ方向での装着位置が回路基板８１の押し込み量によらない構造となっているため、回路基板８１とベース３０の間への接着剤Ａの塗布量を制御する上で優れているといえる。
　さらに、本実施形態に係る紫外線照射装置１００では、充填する接着剤Ａの体積を、接着剤格納部４０の体積以上、接着剤格納部４０の体積とはみだし防止溝４３の体積との和以下に設定している（発明５）。
　これにより、充填する接着剤Ａの体積を精密に制御しなくとも隙間を生じさせないで確実な張り合わせを可能とし得る充填量の範囲が広げられる。図７に示すように、はみだし防止溝４３よりも外側に接着剤が流れ出ることなく、接着剤格納部４０内に隙間を生じさせずに接着剤を充填することができる。
　そのため、本実施形態に係る紫外線照射装置１００によれば、充填量の精密制御が可能な高性能のディスペンサを用いなくても、接着剤格納部４０内に隙間を生じさせずに接着剤Ａを充填可能となり、隙間による熱伝達経路を阻害させないように張り合わせが可能である。また、接着剤格納部４０に格納される接着剤Ａの体積は一定となるため、熱伝導率性能に差が出ない安定した放熱性能を有する紫外線照射装置１００を高い生産性で製造することができる。
　また、本実施形態に係る紫外線照射装置１００では、図６に示したように、接着剤格納部４０を構成する格納凹部４１とガイド溝部４２との深さは、格納凹部４１の深さよりもガイド溝部４２の深さが浅くなっている（発明６）。
　つまり、ディスペンサによる接着剤の塗布箇所が円形の格納凹部４１内でもずれると、接着剤格納部４０上での接着剤Ａの偏りが生じることになる。これに対し、本実施形態に係る紫外線照射装置によれば、円形の格納凹部４１の深さよりもガイド溝部４２の深さを浅くすることで、塗布した接着剤Ａが表面張力によって円形の格納凹部４１内の中心に寄り易くなる。そのため、接着剤格納部４０上での接着剤Ａの偏りを抑える上で好適である。
　以上説明したように、本実施形態の紫外線照射装置１００によれば、ＬＥＤ８２の発光に伴う発熱を効率よく放熱できる。なお、本発明に係る紫外線照射装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。
　例えば、本実施形態の紫外線照射装置１００における接着剤充填構造を採用する上で、接着剤Ａの素材は特に限定されるものではない。但し、本実施形態に係る紫外線照射装置１００において、接着剤Ａの硬化後の熱伝導率は、少なくとも０．３Ｗ／ｍ＊Ｋ以上であることが好ましい（発明７）。
　熱伝導を持つ方向において０．３Ｗ／ｍ＊Ｋ以上の熱伝導性をもつことが好ましいが、添加する熱伝導性粒子を適切に分散させることで０．５Ｗ／ｍ＊Ｋ以上の熱伝導性を持たせることがより好ましい。樹脂充填方法の最適化により、さらに熱伝導性粒子を増やして１．０Ｗ／ｍ＊Ｋ以上の熱伝導性を持たせることがさらにより好ましい。
　また、接着剤Ａは樹脂組成物が好ましく、その樹脂組成物としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂のいずれでも良いが、工業的生産性の観点から回路基板設置後に硬化させることが容易な熱硬化性樹脂がより好ましい。熱硬化性樹脂はマトリックス樹脂と熱伝導性粒子を含む耐熱性熱伝導性組成物であり、マトリックス樹脂は、シリコーンゴム、シリコーンゲル、アクリルゴム、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の熱硬化性樹脂が好ましい。
　この中でもシリコーンは耐熱性が高いことから好ましく、エラストマー、ゲル、パテ、及びグリース、オイルから選ばれ、硬化システムは過酸化物、付加、縮合等いかなる方法を用いてもよい。また、周辺への腐食性が低く、系外に放出される副生成物が少ないなどの理由により、付加硬化型シリコーンポリマーがより好ましく、混錬不足による不均一を防ぐためにも一液性付加硬化型シリコーンポリマーがさらにより好ましい。
　熱伝導性粒子は、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、ベリリア、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、溶融シリカ、結晶性シリカ、非結晶性シリカ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭化チタン、ダイヤモンド等の熱伝導性に優れた無機化合物が好ましい。電気的絶縁性と化学的安定性からアルミナを熱伝導粒子として用いることがより好ましい。熱伝導を持つ方向において０．３Ｗ／ｍ＊Ｋ以上の熱伝導性をもつことが好ましいが、添加する熱伝導性粒子を適切に分散させることで０．５Ｗ／ｍ＊Ｋ以上の熱伝導性を持たせることがより好ましい。樹脂充填方法の最適化により、さらに熱伝導性粒子を増やして１．０Ｗ／ｍ＊Ｋ以上の熱伝導性を持たせることがさらにより好ましい。
　さらに例えば、本実施形態の紫外線照射装置１００における接着剤充填構造を採用する上で、放熱部材であるベース３０の素材は特に限定されるものではない。
　但し、本実施形態に係る紫外線照射装置１００において、放熱部材であるベース３０の熱伝導率は、少なくとも０．３Ｗ／ｍ＊Ｋ以上であることが好ましい（発明８）。熱伝導を持つ方向において０．３Ｗ／ｍ＊Ｋ以上の熱伝導性をもつことが好ましいが、添加する熱伝導フィラーを適切に分散させることで０．５Ｗ／ｍ＊Ｋ以上の熱伝導性を持たせることがより好ましい。射出成型条件の最適化により、さらに熱伝導フィラーを増やして１．０Ｗ／ｍ＊Ｋ以上の熱伝導性を持たせることがさらにより好ましい。
　また、ベース３０は樹脂組成物が好ましく、その樹脂組成物としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、湿気硬化性樹脂のいずれでも良いが、工業的生産性の観点から射出成型技術が利用できる熱可塑性樹脂がより好ましい。
　熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロリレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリアミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、などが挙げられる。
　これらの樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよく、必要に応じて、難燃剤、カップリング剤、導電性付与剤、無機フィラー、樹脂フィラー、紫外線吸収剤、酸化防止剤、染料や顔料の着色剤など、通常、樹脂に配合される各種の添加剤を配合してもよい。
　１０　　筐体
　２０　　ケース
　２１　　（先端側の）固定部
　２２　　（基端側の）固定部
　２３　　（裏面の）開口部
　２４　　窓材装着部
　２５　　ケース本体部
　２６　　ファスナ保持部
　３０　　ベース
　３１　　表面（第一の面）
　３２　　裏面
　３３　　周縁部
　３４　　周縁リブ
　３５　　コネクタ支持部
　３６　　位置決めピン
　４０　　接着剤格納部
　４１　　格納凹部
　４２　　ガイド溝部
　４３　　はみだし防止溝
　５０　　ファスナ
　６０　　保持リング（フッ素系樹脂リング）
　７０　　窓材
　８０　　ＬＥＤ組
　８１　　回路基板
　８２　　ＵＶＣ－ＬＥＤ（深紫外線発光素子）
　８３　　配線
　１００　　紫外線照射装置
　Ａ　　接着剤

Claims (9)

  1. 　紫外線を出射する少なくとも１つの紫外線発光素子と、
    　前記紫外線発光素子を設けた回路基板と、
    　前記回路基板の下に設置された放熱部材と、
    　前記回路基板の裏面と前記放熱部材の第一の面の少なくとも一部とを貼り合わせる接着剤と、を備え、
    　前記放熱部材の前記第一の面には前記接着剤を格納する接着剤格納部が形成され、
    　前記接着剤格納部は、格納凹部と、該格納凹部から延在する溝部を有することを特徴とする紫外線照射装置。
  2. 　前記接着剤格納部は、前記紫外線発光素子の真下に位置する前記格納凹部を有する請求項１に記載の紫外線照射装置。
  3. 　前記放熱部材の第一の面に、前記接着剤格納部を取り囲むように形成されたはみ出し防止溝を更に有する請求項１または２に記載の紫外線照射装置。
  4. 　前記はみ出し防止溝の真上以外の場所に前記紫外発光素子を有する請求項３に記載の紫外線照射装置。
  5. 　前記接着剤の体積は、前記接着剤格納部の体積以上、前記接着剤格納部の体積と前記はみだし防止溝の体積との和以下である請求項３または４に記載の紫外線照射装置。
  6. 　前記ガイド溝部の深さは、前記格納凹部の深さよりも浅い請求項１に記載の紫外線照射装置。
  7. 　前記接着剤の熱伝導率は、少なくとも０．３Ｗ／ｍ＊Ｋ以上である請求項１に記載の紫外線照射装置。
  8. 　前記放熱部材の熱伝導率は、少なくとも０．３Ｗ／ｍ＊Ｋ以上である請求項１～７のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。
  9. 　紫外線発光素子をおもて面に設けた回路基板と該回路基板の下に設置される放熱部材とを接着剤で貼り合わせて紫外線照射装置を製造する方法であって、
    　前記放熱部材の第一の面に形成されて溝部を有する格納凹部に接着剤を充填する工程と、
    　前記回路基板の裏面を前記第一の面に対向させて前記回路基板を前記放熱部に載置する工程と、
    　前記放熱部材の前記第一の面を前記回路基板の前記裏面に向けて押圧する工程と、
    　前記押圧に応じて前記格納凹部に充填した接着剤を前記格納凹部の前記溝部に沿って広げていく工程と、
    　を含むことを特徴とする紫外線照射装置の製造方法。
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