紫外线照射模块以及紫外线照射装置的制作方法

本实用新型的实施方式涉及一种紫外线照射模块(module)以及紫外线照射装置。

背景技术：

通过对涂布于工件(work)的树脂或油墨(ink)等照射紫外线，来进行固化、干燥、改性等。

作为照射紫外线的光源，使用有高压汞灯或金属卤化物灯(metal halide lamp)等。

近年来，正逐渐取代高压汞灯或金属卤化物灯等而使用照射紫外线的发光二极管(diode)。

若使用发光二极管，则与高压汞灯等相比，能够实现长寿命化、低电力化、小型化等。

然而，发光二极管的输出会伴随温度上升而下降。而且，发光二极管若超过规定的温度则寿命会变短。

因此，在使用发光二极管的情况下，需要冷却部件。

此处，若对发光二极管的冷却使用水冷方式的冷却部件，则存在需要附属设备，或者必须采取漏液对策，或者紫外线照射模块会大型化的问题。

与此相对，若对发光二极管的冷却使用空冷方式的冷却部件，则能够解决这些问题。

但是，空冷方式与水冷方式相比，存在冷却效率低的问题。而且，在采用具备多个紫外线照射模块的紫外线照射装置的情况下，有可能会因邻接的紫外线照射模块的排气或进气而导致冷却效率下降。

因此，期望开发出一种即使为空冷方式也能够提高冷却效率的技术。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本实用新型登记3194269号公报

技术实现要素：

[实用新型所要解决的问题]

本实用新型所要解决的课题在于提供一种能够提高冷却效率的紫外线照射模块以及紫外线照射装置。

[解决问题的技术手段]

实施方式的紫外线照射模块包括：框体，其中一个端部开口；发光部，在所述框体的内部靠近所述开口而设置，且具有基板以及发光元件，所述发光元件设于所述基板的所述开口的一侧的面且照射紫外线；以及散热部，在所述框体的内部设于所述基板的与所述开口的一侧相反的一侧，且具有基部以及多个鳍片，所述多个鳍片是在所述基部的与所述开口的一侧为相反侧的端部排列设置。

所述框体在与所述多个鳍片的排列方向正交的方向上的面上，具有沿所述多个鳍片的排列方向而排列设置的多个孔。

当从相对于设有所述孔的面而垂直的方向观察所述面时，所述孔的所述开口的一侧的端部的位置是位于所述基部的与所述开口的一侧为相反侧的端部的位置附近。

当从相对于设有所述孔的面而垂直的方向观察所述面时，所述孔位于所述多个鳍片彼此之间。

实施方式的紫外线照射装置包括多个所述紫外线照射模块，且所述多个紫外线照射模块是沿所述多个孔的排列方向、以及与所述多个孔的排列方向正交的方向而排列设置。

[实用新型的效果]

根据本实用新型的实施方式，可提供一种能够提高冷却效率的紫外线照射模块以及紫外线照射装置。

附图说明

图1是用于例示本实施方式的紫外线照射模块1的示意立体图。

图2是用于例示孔21的示意图。

图3(a)、图3(b)是用于例示紫外线照射装置100的示意图。

图4(a)、图4(b)是用于例示另一实施方式的紫外线照射装置200的示意图。

图5是用于例示另一实施方式的紫外线照射装置300的示意立体图。

[附图标记说明]

1：紫外线照射模块

2：框体

2a：侧面

2b：开口

2c：顶板部

3：发光部

4：散热部

5：窗部

6：通风装置

6a：过滤网

7：连接器

8：层

21：孔

21a、21b、41a：端部

31：基板

32：发光元件

41：基部

42：鳍片

100、200、300：紫外线照射装置

L、X、Y：距离

W：宽度尺寸

具体实施方式

实施方式的实用新型是一种紫外线照射模块，其包括：框体，其中一个端部开口；发光部，在所述框体的内部靠近所述开口而设置，且具有基板以及发光元件，所述发光元件设于所述基板的所述开口的一侧的面且照射紫外线；以及散热部，在所述框体的内部设于所述基板的与所述开口的一侧相反的一侧，且具有基部以及多个鳍片，所述多个鳍片是在所述基部的与所述开口的一侧为相反侧的端部排列设置。

所述框体在与所述多个鳍片的排列方向正交的方向上的面上，具有沿所述多个鳍片的排列方向而排列设置的多个孔。

当从相对于设有所述孔的面而垂直的方向观察所述面时，所述孔的所述开口的一侧的端部的位置是位于所述基部的与所述开口的一侧为相反侧的端部的位置附近。

根据该紫外线照射模块，能够提高冷却效率。

而且，当从相对于设有所述孔的面而垂直的方向观察所述面时，可使所述孔位于所述鳍片彼此之间。

这样，能够抑制通过了孔的气体流向鳍片与鳍片之间以外。

因此，能够提高冷却效率。

而且，实施方式的实用新型是一种紫外线照射装置，其具备多个所述紫外线照射模块。

所述多个紫外线照射模块是沿所述多个孔的排列方向、以及与所述多个孔的排列方向正交的方向而排列设置。

根据该紫外线照射装置，邻接的紫外线照射模块不会彼此争夺吸入的气体(位于紫外线照射模块彼此之间的气体)，排气也不会发生干涉，因此能够稳定地对紫外线照射模块1的内部进行冷却。

因此，能够抑制冷却效率的下降。

而且，根据该紫外线照射装置，能够缩短紫外线照射模块彼此之间的距离，因此能够实现工件上的照度分布的均匀化。

以下，参照附图来例示实施方式。另外，各附图中，对于同样的构成要素标注相同的附图标记并适当省略详细说明。

图1是用于例示本实施方式的紫外线照射模块1的示意立体图。

如图1所示，在紫外线照射模块1中，设有框体2、发光部3、散热部4、窗部5、通风装置6及连接器(connector)7。

框体2的外观可采用长方体或立方体。若采用具有此种形态的框体2，则能够使多个紫外线照射模块1靠近地设置。

在框体2的内部设有空间。

在框体2的其中一个端部，设有开口2b。在框体2的另一个端部，设有顶板部2c。顶板部2c与开口2b对置。

而且，在框体2的侧面2a，设有多个孔21。

另外，与孔21相关的详细情况将后述。

框体2的材料并无特别限定，但优选由导热率高的材料所形成。

例如，框体2的材料可采用金属等。

若由导热率高的材料来形成框体2，则能够将在发光部3中产生的热效率良好地放出至紫外线照射模块1的外部。

发光部3被设于框体2的内部。发光部3是靠近框体2的开口2b而设置。

发光部3具有基板31及发光元件32。

基板31被设在框体2的内部。基板31例如可螺固于框体2的内部。

基板31呈板状。

基板31的材料可为适合于散热的材料。例如，基板31可由氧化铝或氮化铝等无机材料(陶瓷(ceramics))、酚醛纸(paper phenol)或环氧玻璃(glass epoxy)等有机材料、铜等金属等所形成。而且，基板31也可由以绝缘材料包覆金属板表面所得的材质而形成。另外，在以绝缘材料来包覆金属板表面的情况下，绝缘材料既可包含有机材料，也可包含无机材料。

在发光元件32的发热量大的情况下，考虑到散热的观点，优选使用导热率高的材料来形成基板31。作为导热率高的材料，例如可例示氧化铝或氮化铝等陶瓷、高导热性树脂、以绝缘材料包覆金属板表面所得的材质等。

另外，高导热性树脂例如可采用使包含氧化铝等的纤维或粒子混合于聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)或尼龙(nylon)等树脂中所得的材质。

而且，基板31既可为单层，也可为多层。

而且，在基板31的表面，设有未图示的配线图案(pattem)。配线图案例如可由银合金或铜合金等金属而形成。

发光元件32在基板31的、框体2的开口2b侧(窗部5侧)的表面设有多个。

发光元件32的光的出射面朝向框体2的开口2b，从而能够从框体2的开口2b朝向外部照射紫外线。

发光元件32的数量或配设形态并不限定于例示，可根据紫外线照射模块1的大小、形状、用途等来适当变更。

发光元件32只要是能够照射紫外线，则无特别限定。

发光元件32例如可采用发光二极管、激光二极管(laser diode)等。

发光元件32电性连接于配线图案。

发光元件32例如可使用板上芯片(Chip On Board，COB)法来与配线图案电性连接。

此时，设置在发光元件32下表面的未图示的电极可经由银膏(paste)等导电性的热固化材而与配线图案电性连接。设置在发光元件32上表面的未图示的电极可经由配线而与配线图案电性连接。

另外，可设置覆盖发光元件32及配线的密封部。密封部例如可由使紫外线透射的树脂而形成。密封部例如可使用分配器(dispenser)等而形成。

而且，发光元件32例如可采用表面安装型的发光元件。在表面安装型的发光元件32的情况下，可经由露出于封装(package)外部的引线(lead)来与配线图案电性连接。

而且，发光元件32的封装形式例如可采用芯片级封装(Chip Size Package，CSP)。此时，发光元件32可以倒装芯片(flip chip)的方式安装于配线图案上。

散热部4被设在框体2的内部。散热部4是设于基板31的与开口2b侧相反的一侧。

散热部4具有基部41及鳍片42。

基部41呈板状。基部41接触至基板31的与发光元件32侧为相反侧的面。

另外，在基部41与基板31之间，也可设有包含硅脂(silicone grease)的层8(参照图2)。若设置包含硅脂的层8，则能够提高基部41与基板31的密接性，因此能够提高发光部3与散热部4之间的导热。因此，能够提高散热部4的冷却效果。

基部41的平面形状可设为与基板31的平面形状相同。俯视时的基部41的大小可设为与基板31的大小相同或稍大。

鳍片42是在基部41的与开口2b侧为相反侧的端部41a排列设置。

鳍片42在框体2的内部朝向顶板部2c延伸。

鳍片42沿着基部41的边而设有多个。在基部41的平面形状为长方形的情况下，多个鳍片42可沿着基部41的长边而排列设置。

此时，若鳍片42与鳍片42之间过窄，则有可能阻碍通风而导致冷却效果降低。

若鳍片42与鳍片42之间过宽，则气体的流速有可能变慢而导致冷却效果降低。另外，“气体”一般是指空气。

根据本实用新型的发明人获得的见解，若将鳍片42与鳍片42之间设为3mm以上且10mm以下，则能够提高冷却效果。

多个鳍片42既可等间隔地设置，也可根据部位而以间隔不同的方式设置。

例如，根据发光元件32的配设形态等，在不会产生温度变高的区域的情况下，也可缩窄该区域中所设的鳍片42的间隔。

只要可保证必要的刚性，则鳍片42的厚度并无特别限定。

例如，在鳍片42的材料为铝的情况下，鳍片42的厚度可设为1mm左右。

鳍片42的高度尺寸可根据发光元件32的发热量、紫外线照射模块1的大小或用途等来适当变更。

鳍片42的高度尺寸例如可设为30mm左右。

基部41及鳍片42既可一体地形成，也可将独立形成者予以接合。

基部41及鳍片42的材料只要导热率高，则并无特别限定。

基部41及鳍片42的材料例如可采用铝、铝合金、铜、铜合金等金属、氧化铝或氮化铝等陶瓷、高导热性树脂等。

另外，在基部41及鳍片42独立形成的情况下，基部41与鳍片42既可由相同的材料形成，也可由不同的材料形成。

窗部5封闭框体2的开口2b。窗部5例如可螺固于框体2的开口2b。

窗部5呈板状。

窗部5的材料只要为从发光元件32照射的紫外线可透射，则并无特别限定。

窗部5的材料例如可采用紫外线透射玻璃(ultraviolet transmitting glass)、丙烯酸树脂等。

另外，窗部5的固定方法并不限定于所述。例如，窗部5也可通过下述方式来固定，即，在基部41设置未图示的间隔件(spacer)，由间隔件与框体2夹着窗部5。

通风装置6被设于框体2的顶板部2c。通风装置6可螺固于顶板部2c。在顶板部2c的安装通风装置6的位置设有孔，可经由孔来进行通风。

通风装置6的形式并无特别限定，若采用轴流式风扇(fan)，则能够实现紫外线照射模块1的小型化。

轴流式风扇从轴向吸入气体，并沿轴向排出气体。

通风装置6的数量并无特别限定，可根据通风装置6的能力、紫外线照射模块1的大小或用途等来适当变更。

即，通风装置6只要设置一个以上即可。

在设置多个通风装置6的情况下，通风装置6既可等间隔地设置，也可根据部位而以间隔不同的方式来设置。

例如，根据发光元件32的配设形态等，在不会产生温度变高的区域的情况下，也可缩窄该区域中所设的通风装置6的间隔。

而且，在通风装置6中，可设置过滤网(filter)6a。

此时，过滤网6a可设于通风装置6的进气口及排气口中的至少任一处。

若设置过滤网6a，则能够制成即使在受到污染的环境下也能使用的紫外线照射模块1。

由于通风装置6对框体2的内部进行排气，因此可借助过滤网6a来抑制位于框体2内部的尘埃扩散到外部。

因此，能够制成即使在无尘室(clean room)等洁净的环境下也能使用的紫外线照射模块1。

而且，若将通风装置6设置于顶板部2c，则可使多个紫外线照射模块1靠近地设置。

而且，例示了将通风装置6直接设于顶板部2c的情况，但也可经由导管(duct)或软管(hose)等来连接通风装置6与框体2。

此时，也可相对于多个紫外线照射模块1来设置共用的通风装置6。

连接器7被设于框体2的顶板部2c。

发光元件32及通风装置6经由未图示的配线而电性连接于连接器7。未图示的配线被设于框体2的内部。

而且，设在紫外线照射模块1外部的未图示的电源或控制装置等电性连接于连接器7。

另外，例示了连接器7被设于顶板部2c的情况，但连接器7的安装位置可适当变更。

例如，连接器7也可设于框体2的侧面2a等。

但是，若将连接器7设于顶板部2c，则能够使多个紫外线照射模块1靠近地设置。

接下来，进一步说明设于框体2的孔21。

图2是用于例示孔21的示意图。

另外，图2是图1中的A部的示意放大图。

如图2所示，多个孔21被设在框体2的、与多个鳍片42的排列方向正交的方向上的侧面2a。

多个孔21是沿多个鳍片42的排列方向而排列地设置。

另外，孔21既可设于框体2两侧的侧面2a，也可设于框体2单侧的侧面2a。

孔21朝向框体2的顶板部2c延伸。

孔21的形状并无特别限定。孔21的形状例如可采用长方形。

位于框体2外部的气体经由孔21而供给至框体2的内部。

即，孔21为通气孔。

此时，孔21被设在框体2的、与多个鳍片42的排列方向正交的方向上的侧面2a，因此流经鳍片42与鳍片42之间的气体的流动变得顺畅。因此，能够提高冷却性。

此处，若加大孔21，则通过孔21的气体的流速将变慢。若通过孔21的气体的流速变慢，则流经鳍片42与鳍片42之间的气体的流速将变慢，从而冷却效果有可能降低。

例如，若沿多个鳍片42的排列方向设置大的孔，则流经鳍片42与鳍片42之间的气体的流速将变慢，冷却效果会降低。

因此，在本实施方式的紫外线照射模块1中，通过设置多个孔21，来确保通气孔的面积与确保规定的流速。

此处，若通过了孔21的气体碰撞到鳍片42的端面，则流经鳍片42与鳍片42之间的气体的流动将会紊乱，甚而，流经鳍片42与鳍片42之间的气体的流速将变慢。若流经鳍片42与鳍片42之间的气体的流速变慢，则冷却效果会降低。

因此，当从相对于设有孔21的侧面2a而垂直的方向来观察侧面2a时，孔21位于鳍片42彼此之间。

这样，能够抑制通过了孔21的气体碰撞到鳍片42的端面。

因此，能够提高冷却效率。

进而，在将孔21的宽度尺寸设为W、鳍片42与鳍片42之间的距离设为L的情况下，优选为成为“宽度尺寸W＜距离L”。

这样，能够进一步抑制通过了孔21的气体碰撞到鳍片42的端面。

而且，散热部4的散热主要是在鳍片42中进行。

鳍片42的温度及流经鳍片42与鳍片42之间的气体的温度之差越大，则散热量越大。

然而，鳍片42存在温度分布。

即，鳍片42的温度在靠近发热体即发光部3的基部41侧变高，随着朝向前端而渐减。

因此，孔21优选设置在靠近基部41的位置。

此时，当从相对于设有孔21的侧面2a而垂直的方向来观察侧面2a时，孔21的开口2b侧的端部21a的位置只要位于基部41的与开口2b侧为相反侧的端部41a的位置附近即可。

例如，孔21的端部21a的位置只要夹着基部41的端部41a的位置而位于±3mm的范围内即可。

另一方面，孔21的端部21b的位置并无特别限定。

但是，若端部21a与端部21b之间的距离变长，则孔21将变大。若孔21变得过大，则通过孔21的气体的流速有可能变慢。

而且，鳍片42的前端侧由于温度低，因此设置孔21的意义低。

例如，孔21的端部21b的位置可较鳍片42的高度方向的中心位置而位于端部21a侧。

此处，根据本实用新型的发明人获得的见解，若通过孔21的气体的流速为3m/sec以上，则能够有效抑制发光元件32的温度上升。

此时，通过孔21的气体的流速受到孔21的尺寸、孔21的数量、通风装置6的能力、通风装置6的数量等的影响。

因此，孔21的尺寸及孔21的数量优选以通过孔21的气体的流速达到3m/sec以上的方式来进行实验或仿真(simulation)而求出。

接下来，对本实施方式的紫外线照射装置100进行例示。

图3(a)、图3(b)是用于例示紫外线照射装置100的示意图。

另外，图3(a)为正面图，图3(b)为侧面图。

如图3(a)、图3(b)所示，在紫外线照射装置100中设有多个紫外线照射模块1。

多个紫外线照射模块1是沿多个孔21的排列方向而排列。

这样，能够抑制邻接的紫外线照射模块彼此争夺吸入的气体(位于紫外线照射模块彼此之间的气体)。而且，能够抑制排气发生干涉。因此，能够稳定地对紫外线照射模块的内部进行冷却。

其结果，能够抑制冷却效率的下降。

此时，即使缩短紫外线照射模块1彼此之间的距离，也能够抑制邻接的紫外线照射模块1的进气/排气的影响。

因此，能够缩短紫外线照射模块1彼此之间的距离，因此能够实现工件上的照度分布的均匀化。

另外，紫外线照射模块1的数量并不限定于例示。

图4(a)、图4(b)是用于例示另一实施方式的紫外线照射装置200的示意图。

另外，图4(a)为正面图，图4(b)为侧面图。

如图4(a)、图4(b)所示，在紫外线照射装置200中，设有多个紫外线照射模块1。

多个紫外线照射模块1是沿着与多个孔21的排列方向正交的方向而排列。

本实施方式中，孔21仅设于框体2单侧的侧面2a。

而且，设有孔21的侧面2a朝向相同方向。

即，在侧面2a彼此相向的情况下，在其中一个紫外线照射模块1的侧面2a设置孔21，而在另一个紫外线照射模块1的侧面2a不设置孔21。

这样，邻接的紫外线照射模块1不会彼此争夺吸入的气体(位于紫外线照射模块彼此之间的气体)，排气也不会发生干涉，因此能够稳定地对紫外线照射模块1的内部进行冷却。

因此，能够抑制冷却效率的下降。

此时，即使缩短紫外线照射模块1彼此之间的距离，也能够抑制邻接的紫外线照射模块1的进气/排气的影响。

因此，能够缩短紫外线照射模块1彼此之间的距离，因此能够实现工件上的照度分布的均匀化。

另外，紫外线照射模块1的数量并不限定于例示。

图5是用于例示另一实施方式的紫外线照射装置300的示意立体图。

如图5所示，在紫外线照射装置300中，设有多个紫外线照射模块1。

多个紫外线照射模块1是沿多个孔21的排列方向、以及与多个孔21的排列方向正交的方向而排列。

即，多个紫外线照射模块1排列成矩阵(matrix)状。

本实施方式中，孔21仅设于框体2单侧的侧面2a。

而且，设有孔21的侧面2a朝向相同方向。

即，在侧面2a彼此相向的情况下，在其中一个紫外线照射模块1的侧面2a设置孔21，而在另一个紫外线照射模块1的侧面2a不设置孔21。

这样，邻接的紫外线照射模块1不会彼此争夺吸入的气体(位于紫外线照射模块彼此之间的气体)，排气也不会发生干涉，因此能够稳定地对紫外线照射模块1的内部进行冷却。

因此，能够抑制冷却效率的下降。

而且，根据紫外线照射装置300，与前述的紫外线照射装置100、200的情况同样地，能够实现工件上的照度分布的均匀化。

进而，在将多个孔21的排列方向上的紫外线照射模块1彼此之间的距离设为X，与多个孔21的排列方向正交的方向上的紫外线照射模块1彼此之间的距离设为Y的情况下，优选为成为“Y＞X”。

另外，紫外线照射模块1的数量并不限定于例示。

以上，例示了本实用新型的若干实施方式，但这些实施方式仅为例示，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，在不脱离实用新型的主旨的范围内，能够进行各种省略、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，并且包含在技术方案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。