專(zhuān)利名稱(chēng)：用于固化傳統(tǒng)uv油墨的混合波長(zhǎng)uv led光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及LED光源，更具體地說(shuō)，涉及一種用于固化傳統(tǒng)UV油墨的混合波長(zhǎng)UV LED光源裝置。
背景技術(shù)：
UV LED光源技術(shù)，在UV膠水固化上應(yīng)用已經(jīng)逐步趨于成熟，其中有多家中外公司在研發(fā)并有較多產(chǎn)品問(wèn)世。UV LED光源在固化油墨時(shí)候，配套的油墨必須是LED專(zhuān)用的油墨，不能使用傳統(tǒng)的UV油墨。但是，由于傳統(tǒng)的UV油墨非常成熟，傳統(tǒng)的UV油墨均采用UV Lamp (汞燈)來(lái)進(jìn)行固化。故如何用UV LED通過(guò)一個(gè)合適的配比來(lái)替換傳統(tǒng)汞燈，達(dá)到很好固化傳統(tǒng)UV油墨的效果已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的重要課題。在公知的一般現(xiàn)有技術(shù)中，大多采用單一波長(zhǎng):比如單一的365匪，或者385匪，或者395NM光源來(lái)對(duì)傳統(tǒng)的油墨進(jìn)行固化。其中單一用365NM或者385波長(zhǎng)的光源，由于低波長(zhǎng)的UV LED晶元光電轉(zhuǎn)換效率低，因此光源達(dá)到固化效果需要的電功率高，因此系統(tǒng)制造成本非常高。而單一用395NM波長(zhǎng)的光源，雖然光電轉(zhuǎn)換效率較高，但是它不能很好模擬替換汞燈的光譜，不管光源的照度有多高，固化效果都達(dá)不到很理想，尤其是油墨固化后表干和光澤度不好。在LED到冷板的熱阻控制上，都是采用LED模組直接和一種薄的金屬線路板(通常是1-2MM的鋁基板或者銅基板)直接貼合后，通過(guò)導(dǎo)熱硅膠和冷板的端面壓合固定來(lái)進(jìn)行傳熱，其中熱硅膠層通常在0.1-0.2MM，導(dǎo)熱系數(shù)通常小于5W/m.K。在高密度集成的大功率情況下，導(dǎo)熱硅膠層的熱阻成為一個(gè)瓶頸。在控制冷板溫度基本均衡，大多采用單通道的冷媒流道，通常會(huì)造成冷板兩端的溫差較大(通常有5攝氏度)，這帶來(lái)了 LED模組單元光效的偏差和壽命偏差較大(特別是對(duì)于光源光斑長(zhǎng)度大于300MM的陣列光源系統(tǒng))。在光能量利用率和光斑均勻性，大多是不帶二次配光系統(tǒng)，光源的照射高度比較低(通常是3-10MM)，有一些帶二次配光的系統(tǒng)則大多是采用石英圓棒或者半圓棒來(lái)進(jìn)行配光。2004 年，CON TROL CURE INC [US]申請(qǐng)的一 PCT 專(zhuān)利(公開(kāi)號(hào):TO2004081475A2)也在探尋相應(yīng)課題。該專(zhuān)利申請(qǐng)記載的技術(shù)方案中，在波長(zhǎng)配比上，該技術(shù)方案提供了一種370NM，390NM，400NM，420NM按1:1:1:1混合配比方案；在散熱方面，該技術(shù)方案把多顆芯片混合集成封裝的模組通過(guò)導(dǎo)熱硅脂壓合到散熱冷板上；在配光方面，該技術(shù)方案并沒(méi)有涉及并公開(kāi)后端的二次配光解決的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種用于固化傳統(tǒng)UV油墨的混合波長(zhǎng)UV LED光源裝置，該裝置解決了固化傳統(tǒng)UV油墨混合波長(zhǎng)選擇以及配比的問(wèn)題；減小了 LED模組單元到散熱冷板之間的熱阻；避免了 LED結(jié)溫不均造成芯片光效以及壽命的不均衡的問(wèn)題，以及提高了散熱過(guò)程中保持冷板上溫度的均勻性，光源光斑的均勻性，和光能的利用率。本發(fā)明創(chuàng)造解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下所述:一種用于固化傳統(tǒng)UV油墨的混合波長(zhǎng)UV LED光源裝置，包括混合波長(zhǎng)封裝的UV LED模組，其特征在于，所述混合波長(zhǎng)封裝的UV LED模組安裝于殼體內(nèi)并與金屬線路板散熱器連接，該混合波長(zhǎng)封裝的UV LED I旲組由基座、基座上設(shè)有的晶兀和密封晶兀的一級(jí)配鏡構(gòu)成；該混合波長(zhǎng)封裝的UVLED模組還集成封裝一二級(jí)配光透鏡。所述晶元為由UV-365NM晶元、UV-385NM晶元、UV-395NM晶元集成封裝而成。所述UV-365NM晶元、UV-385NM晶元、UV-395NM晶元按照1:1: 2的比例集成封裝。所述二級(jí)配光透鏡兩個(gè)長(zhǎng)側(cè)邊各設(shè)有鏡面鋁支架。所述金屬線路板散熱器由帶散熱鰭片的金屬線路板和蓋板壓合而成。所述蓋板上設(shè)有冷媒進(jìn)出口，包括兩個(gè)進(jìn)口和兩個(gè)出口，形成兩個(gè)流向相反的流道。所述二級(jí)配光透鏡的形狀為長(zhǎng)方體或長(zhǎng)方棱臺(tái)體。所述一級(jí)配光透鏡的材料為鍍紫外增透膜石英玻璃或高硼硅玻璃。所述外殼包括前蓋和后蓋，以及兩塊對(duì)稱(chēng)的金屬側(cè)蓋。所述前蓋和后蓋分別為對(duì)應(yīng)的U型，彼此經(jīng)卡槽扣接。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明創(chuàng)造，其有益效果在于:本發(fā)明通過(guò)將365nm，385nm，395nm的晶元按1:1: 2的比例集成封裝，有效模擬了傳統(tǒng)汞燈的光譜效果，又很好權(quán)衡了光照度、總能耗、總成本諸多因素，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)最佳的性?xún)r(jià)比。通過(guò)實(shí)體實(shí)驗(yàn)證明，固化傳統(tǒng)UV油墨效果非常好。本發(fā)明是采用在較厚(3-10MM)的純銅板的一面做好金屬線路，另一面通過(guò)機(jī)械加工做好散熱齒片，然后再把LED模組單元貼合到金屬線路板上的沉金焊盤(pán)上。這樣可以極大減小LED模組單元到散熱冷板之間的熱阻。本發(fā)明采用了兩個(gè)平行相向的流道設(shè)計(jì)，通過(guò)分流器能把冷媒均勻得分配到兩個(gè)流道上，達(dá)到在系統(tǒng)工作時(shí)候，冷板上各點(diǎn)溫度基本均衡的效果。從而可以保證貼在冷板上的LED結(jié)溫基本均衡。有效消除了散熱瓶頸，使得高密度集成成為可能。本發(fā)明采用了一種長(zhǎng)方體透鏡結(jié)合鏡面鋁反光板給LED模組單元陣列配光。LED模組單元本身封裝有一個(gè)一次配光透鏡，該透鏡把180度的芯片發(fā)光角度控制在了 90-120度左右，其中0-80度的光線都直接進(jìn)入長(zhǎng)方體透鏡，通過(guò)全反射所有的光線都打到所需的配光位置。而80-120度的光線先經(jīng)過(guò)鏡面鋁反光板反射后進(jìn)入長(zhǎng)方體透鏡中，然后在長(zhǎng)方體透鏡中全反射后打到所需的配光位置。從而使得光斑達(dá)到一個(gè)很好的均勻性以及一個(gè)很高的光能利用率。


下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造做進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1為本發(fā)明混合波長(zhǎng)封裝的UV LED模組結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明晶元俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明晶元立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明晶元底部結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明金屬線路板散熱器金屬線路板結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明前蓋裝配結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明本發(fā)明后蓋結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明冷媒分流裝置結(jié)構(gòu)圖；圖9為本發(fā)明前、后蓋連接結(jié)構(gòu)放大圖；圖10為本發(fā)明側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為圖10C-C向剖視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種用于固化傳統(tǒng)UV油墨的混合波長(zhǎng)UV LED光源裝置，包括混合波長(zhǎng)封裝的UV LED模組1，混合波長(zhǎng)封裝的UV LED模組I安裝于外殼5內(nèi)，外殼5包括前蓋501和后蓋502，前蓋501和后蓋502設(shè)有互相配合的卡槽，混合波長(zhǎng)封裝的UV LED模組I由基座103、基座103上設(shè)有的晶元101和密封晶元101的一級(jí)配鏡102構(gòu)成，所述晶元101由365匪、385匪、395匪三種波長(zhǎng)的晶元10101、10103、10102按1:1: 2配比集成。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這樣的配比集成封裝可以有效固化各種UV油墨，可以完全替代UV汞燈光源，并且實(shí)現(xiàn)最高的性?xún)r(jià)比。該混合波長(zhǎng)封裝的UV LED模組I還集成封裝一二級(jí)配光透鏡3并均設(shè)于前蓋501中，二級(jí)配光透鏡3形狀可為長(zhǎng)方體或長(zhǎng)方棱臺(tái)體，二級(jí)配光透鏡3兩個(gè)長(zhǎng)側(cè)邊各有L型的L型鏡面鋁支架4壓合，而且L型鏡面鋁支架4能作為反光板配合反射聚光，二級(jí)配光透鏡3兩個(gè)短側(cè)邊各有透鏡支架壓合，四周還有第一橡膠密封圈11保護(hù)壓合，防止外界水汽或灰塵進(jìn)入。本發(fā)明采用鏡面鋁支架4加二級(jí)配光透鏡3聯(lián)合二次配光系統(tǒng):混合波長(zhǎng)封裝的UV LED模組I發(fā)出的光角度通常在90度-120度之間，大角度的光(80-120度)不能直接打在二級(jí)配光透鏡3面上，設(shè)置一 L型鏡面鋁支架4，可以有效把大角度的光線反射到二級(jí)配光透鏡3上。所述基座103的背面設(shè)有正、負(fù)極焊盤(pán)105以及散熱焊盤(pán)(沉金工藝)104，混合波長(zhǎng)封裝的UV LED模組I通過(guò)正、負(fù)極焊盤(pán)105與金屬線路板散熱器2連接。所述金屬線路板散熱器2是在一塊高導(dǎo)熱金屬板一面做含熱電分離的沉金金屬線路板。這樣混合波長(zhǎng)封裝的UV LED模組I 一方面可以通過(guò)低溫錫膏在加熱爐中加熱焊接到金屬線路板上；另一方面由于金屬線路板上和混合波長(zhǎng)封裝的UV LED模組I上均設(shè)有沉金焊盤(pán)，因此可以通過(guò)某些高導(dǎo)熱系數(shù)的特種的納米膠將兩者粘接。所述的金屬線路板另一面設(shè)有散熱鰭片，可以根據(jù)光源面積大小以及熱功率密度，加工成足夠多的換熱表面積，然后用密封圈和蓋板螺釘緊固成一個(gè)有兩個(gè)獨(dú)立通道的熱交換器。所述金屬線路板散熱器由金屬線路板和蓋板壓合而成，所述蓋板上設(shè)有冷媒進(jìn)出口，包括兩個(gè)進(jìn)口和兩個(gè)出口，形成兩個(gè)流向相反的流道。本發(fā)明還包括冷媒分流裝置，包含管道9、快擰8、分流器主體6、流體快速接頭10、冷媒進(jìn)、出口溫度傳感器7等。冷媒從A進(jìn)入分流器主體6，分成Al，A2兩個(gè)支流，然后吸熱后從B2，B1 口出來(lái)再進(jìn)入分流器主體6匯合后從B 口流出。A，B兩口外接工業(yè)冷水或者 冷氣循環(huán)系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種用于固化傳統(tǒng)UV油墨的混合波長(zhǎng)UV LED光源裝置，包括混合波長(zhǎng)封裝的UVLED模組，其特征在于，所述混合波長(zhǎng)封裝的UV LED模組安裝于殼體內(nèi)并與金屬線路板散熱器連接，該混合波長(zhǎng)封裝的UV LED模組由基座、基座上設(shè)有的晶元和密封晶元的一級(jí)配鏡構(gòu)成；該混合波長(zhǎng)封裝的UV LED模組還集成封裝一二級(jí)配光透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于固化傳統(tǒng)UV油墨的混合波長(zhǎng)UVLED光源裝置，其特征在于，所述晶元為由UV-365匪晶元、UV-385匪晶元、UV-395匪晶元集成封裝而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于固化傳統(tǒng)UV油墨的混合波長(zhǎng)UVLED光源裝置，其特征在于，所述UV-365NM晶元、UV-385NM晶元、UV-395NM晶元按照1:1: 2的比例集成封裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于固化傳統(tǒng)UV油墨的混合波長(zhǎng)UVLED光源裝置，其特征在于，所述二級(jí)配光透鏡兩個(gè)長(zhǎng)側(cè)邊各設(shè)有鏡面鋁支架。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于固化傳統(tǒng)UV油墨的混合波長(zhǎng)UVLED光源裝置，其特征在于，所述金屬線路板散熱器由帶散熱鰭片的金屬線路板和蓋板壓合而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于固化傳統(tǒng)UV油墨的混合波長(zhǎng)UVLED光源裝置，其特征在于，所述蓋板上設(shè)有冷媒進(jìn)出口，包括兩個(gè)進(jìn)口和兩個(gè)出口，形成兩個(gè)流向相反的流道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于固化傳統(tǒng)UV油墨的混合波長(zhǎng)UVLED光源裝置，其特征在于，所述二級(jí)配光透鏡的形狀為長(zhǎng)方體或長(zhǎng)方棱臺(tái)體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于固化傳統(tǒng)UV油墨的混合波長(zhǎng)UVLED光源裝置，其特征在于，所述一級(jí)配光透鏡的材料為鍍紫外增透膜石英玻璃或高硼硅玻璃。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于固化傳統(tǒng)UV油墨的混合波長(zhǎng)UVLED光源裝置，其特征在于，所述外殼包括前蓋和后蓋，以及兩塊對(duì)稱(chēng)的金屬側(cè)蓋。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于固化傳統(tǒng)UV油墨的混合波長(zhǎng)UVLED光源裝置，其特征在于，所述前蓋和后蓋分別為對(duì)應(yīng)的U型，彼此經(jīng)卡槽扣接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于固化傳統(tǒng)UV油墨的混合波長(zhǎng)UV LED光源裝置，包括混合波長(zhǎng)封裝的UV LED模組，該模組安裝于殼體內(nèi)并與金屬線路板散熱器連接，該模組由基座、基座上設(shè)有的晶元和密封晶元的一級(jí)配鏡構(gòu)成；該模組還集成封裝一二級(jí)配光透鏡，該模組由UV-365NM晶元、UV-385NM晶元、UV-395NM晶元集成封裝而成，并按照1∶1∶2的比例集成封裝，所述散熱冷板由帶散熱鰭片的金屬線路板和蓋板壓合而成，所述蓋板上設(shè)有冷媒進(jìn)出口，包括2個(gè)進(jìn)口和兩個(gè)出口。該裝置解決了固化傳統(tǒng)UV油墨混合波長(zhǎng)選擇以及配比的問(wèn)題；減小了LED模組單元到散熱冷板之間的熱阻；避免了LED結(jié)溫不均造成芯片光效以及壽命的不均衡的問(wèn)題，提高了散熱過(guò)程中保持冷板上溫度的均勻性，光源光斑的均勻性，和光能的利用率。
文檔編號(hào)F21V13/04GK103085466SQ201310041768
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者唐威, 張河生, 張春玲 申請(qǐng)人:深圳市藍(lán)譜里克科技有限公司