高均勻度uv-led固化設(shè)備的制造方法
【專利說明】
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001]本發(fā)明涉及固化設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種高均勻度UV-LED固化設(shè)備。
[【背景技術(shù)】]
[0002]UV-LED是一種綠色環(huán)保的新型高科技產(chǎn)業(yè)，主要應(yīng)用于UV膠水、油墨固化等行業(yè)；LED的優(yōu)勢(shì)在于無污染、使用壽命長(zhǎng)、能耗低，隨著LED的技術(shù)日趨成熟，已將很快可以替代傳統(tǒng)的UV汞燈和鹵素?zé)簟?br>[0003]當(dāng)前諸多的UV-LED設(shè)備采用LED矩陣排列形式，這樣的排布方式導(dǎo)致一個(gè)問題:光強(qiáng)均勻性比較差。中間區(qū)域的高強(qiáng)較高，但是在邊緣區(qū)域的光強(qiáng)較低，所以導(dǎo)致很多實(shí)際固化案例中，工件較大時(shí)，邊緣區(qū)域的膠水固化效果不理想；很多廠家不得不采用增大曝光面積來解決這一問題，但是這樣導(dǎo)致使用的LED數(shù)量增多，系統(tǒng)成本也急劇增加，造成資源浪費(fèi)。
[0004]針對(duì)目前的UV-LED固化設(shè)備，雖然基本模塊已經(jīng)成型并投入市場(chǎng)使用，占有一定市場(chǎng)份額，但其也存在以下不足之處:
[0005]a、光輸出的均勻性差，造成固化效果不理想；
[0006]b、為了解決中心區(qū)域光強(qiáng)比邊緣區(qū)域光強(qiáng)高的問題，而增大曝光面積，資源浪費(fèi)；
[0007]C、風(fēng)冷設(shè)備的散熱效果不理想，長(zhǎng)期使用后衰減嚴(yán)重，系統(tǒng)性能不穩(wěn)定。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0008]本發(fā)明的目的就是要解決上述的不足而提供一種高均勻度UV-LED固化設(shè)備，不僅大幅度提高了輻射均勻性，固化均勻性好，而且沒有造成UV光的浪費(fèi)。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的設(shè)計(jì)一種高均勻度UV-LED固化設(shè)備，包括LED燈箱和控制箱10，所述LED燈箱通過數(shù)據(jù)線11連接控制箱10，所述LED燈箱包括殼體12、LED燈組1、風(fēng)機(jī)2和散熱器13，所述LED燈組I設(shè)置在殼體12前側(cè)，所述殼體12內(nèi)LED燈組I后方設(shè)有散熱器13和風(fēng)機(jī)2，所述LED燈組I由燈板14以及分布在燈板14上的多個(gè)UV-LED燈15構(gòu)成，所述UV-LED燈15采用中間疏、四周密的排布方式分布在燈板14上，所述燈板14上中間部分的UV-LED燈15的發(fā)光角度大于邊緣部分UV-LED燈15的發(fā)光角度。
[0010]所述散熱器13采用對(duì)流型散熱器，所述風(fēng)機(jī)2包括進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)和抽風(fēng)風(fēng)機(jī)，所述進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)、抽風(fēng)風(fēng)機(jī)沿散熱器13翅片方向分布，所述進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)、抽風(fēng)風(fēng)機(jī)安裝在散熱器13的左右兩側(cè)。
[0011 ] 所述燈板14上自中間部分至邊緣部分的UV-LED燈15，其發(fā)光角度逐漸變小。
[0012]所述燈板14上自中間部分至邊緣部分的UV-LED燈15，其相鄰之間的間距逐漸變小。
[0013]所述控制箱10內(nèi)側(cè)面上設(shè)有220V AC接口 8、數(shù)據(jù)接口 9和I/O端口 6，所述控制箱10內(nèi)設(shè)有開關(guān)電源7、DC驅(qū)動(dòng)板5和蜂鳴報(bào)警器4，所述開關(guān)電源7由線路連接DC驅(qū)動(dòng)板5和蜂鳴報(bào)警器4，所述控制箱10的外側(cè)面上設(shè)有觸控屏3。
[0014]所述LED燈組I與散熱器13之間設(shè)有熱電分尚式基板。
[0015]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)新穎、簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，通過采用不同發(fā)光角度的UV-LED燈來提高輻射均勻性，以及UV-LED燈中間疏、四周密的不等間距排布方法來大幅度提高輻射均勻性，從而不僅均勻性極高，固化均勻性好，而且沒有造成UV光的浪費(fèi)；此外，本發(fā)明沿散熱器翅片方向采用兩側(cè)風(fēng)機(jī)，一側(cè)進(jìn)風(fēng)，另一側(cè)抽風(fēng)，使用強(qiáng)制風(fēng)冷散熱，從而有效解決了大面積固化時(shí)的散熱問題。
[【附圖說明】]
[0016]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明中UV-LED燈的分布示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明中UV-LED燈的發(fā)光角度示意圖；
[0019]圖4是本發(fā)明中LED燈箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是采用常見的LED矩陣排列的均勻性效果示意圖；
[0021]圖6是采用本發(fā)明中間疏四周密以及不同發(fā)光角度的排布方式的均勻性效果示意圖；
[0022]圖中:1、LED燈組2、風(fēng)機(jī)3、觸控屏4、蜂鳴報(bào)警器5、DC驅(qū)動(dòng)板6、I/O端口 7、開關(guān)電源8、220V AC接口 9、數(shù)據(jù)接口 10、控制箱11、數(shù)據(jù)線12、殼體13、散熱器14、燈板 15、UV-LED 燈。
[【具體實(shí)施方式】]
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作以下進(jìn)一步說明:
[0024]如附圖所示，本發(fā)明包括:LED燈箱和控制箱10，LED燈箱通過數(shù)據(jù)線11連接控制箱10，LED燈箱包括殼體12、LED燈組1、風(fēng)機(jī)2和散熱器13，LED燈組I設(shè)置在殼體12前偵牝殼體12內(nèi)LED燈組I后方設(shè)有散熱器13和風(fēng)機(jī)2，LED燈組I由燈板14以及分布在燈板14上的多個(gè)UV-LED燈15構(gòu)成；UV_LED燈15采用中間疏、四周密的排布方式分布在燈板14上，如附圖2所示，可以為:燈板14上自中間部分至邊緣部分的UV-LED燈15，其相鄰之間的間距逐漸變??；燈板14上中間部分的UV-LED燈15的發(fā)光角度大于邊緣部分UV-LED燈15的發(fā)光角度，如附圖3所示，可以為:燈板14上自中間部分至邊緣部分的UV-LED燈15，其發(fā)光角度逐漸變小。
[0025]散熱器13采用對(duì)流型散熱器，風(fēng)機(jī)2包括進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)和抽風(fēng)風(fēng)機(jī)，進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)、抽風(fēng)風(fēng)機(jī)沿散熱器13翅片方向分布，進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)、抽風(fēng)風(fēng)機(jī)安裝在散熱器13的左右兩側(cè)，如附圖4所示?？刂葡?0內(nèi)側(cè)面上設(shè)有220V AC接口 8、數(shù)據(jù)接口 9和I/O端口 6，控制箱10內(nèi)設(shè)有開關(guān)電源7、DC驅(qū)動(dòng)板5和蜂鳴報(bào)警器4，開關(guān)電源7由線路連接DC驅(qū)動(dòng)板5和蜂鳴報(bào)警器4，控制箱10的外側(cè)面上設(shè)有觸控屏3 ;LED燈組I與散熱器13之間設(shè)有熱電分離式基板。
[0026]本發(fā)明中，LED排布方式為中間疏、四周密。目前，市面常見的UV-LED設(shè)備的LED排布方式為矩陣排布，這樣的排布方式在外行人看來均勻性會(huì)較好，其實(shí)不然，通過測(cè)試我們可以很明顯的發(fā)現(xiàn)四周邊緣部分的光強(qiáng)會(huì)比中間低許多，均勻性只有60%左右；經(jīng)研宄發(fā)現(xiàn)，近場(chǎng)光學(xué)中，矩陣排列的LED所輻射的圓形光斑累加，這就導(dǎo)致方形曝光面的均勻性較差；為此本發(fā)明通過中間疏、四周密的LED排布方式，并使用專業(yè)光學(xué)仿真軟件TraceP1不斷模擬優(yōu)化，使得輻射均勻性大幅提升，可高達(dá)95 %。
[0027]本發(fā)明在中間疏四周密排布的基礎(chǔ)上，采用不同發(fā)光角度的LED。通常來說，大部分LED廠家在一塊燈板上只會(huì)使用同一發(fā)光角度的LED來曝光，這樣會(huì)導(dǎo)致邊緣部分的很多光線沒有被利用到，散射到需要曝光的區(qū)域以外，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為熱量；為此，本發(fā)明在中間LED排布較多的區(qū)域使用發(fā)光角度較大的LED，充分拉開LED輻射面積；邊緣部分LED較少，使用發(fā)光角度較小的LED，收緊LED向外擴(kuò)散的角度，這樣在光功率相一致的時(shí)候可以保證中間和邊緣部分的光功率密度相接近，進(jìn)而提高UV光輸出均勻性。
[0028]如附圖5和附圖6所不，為使用光學(xué)仿真軟件TracePro模擬分析兩種LED排列方式的均勻性對(duì)比圖，其中，附圖5是采用常見的LED矩陣排列的均勻性效果，附圖6是采用本發(fā)明中間疏四周密以及不同發(fā)光角度的排布方式的均勻性效果，可見，采用本發(fā)明可大大提升輻射均勻性。
[0029]另外，本發(fā)明采用強(qiáng)制風(fēng)冷散熱方式，以確保系統(tǒng)散熱效果良好，穩(wěn)定運(yùn)行。該設(shè)備由于LED排布較密集，熱功率密度也相對(duì)較高，而若采用水冷散熱代價(jià)昂貴，故本發(fā)明將其排除在外，考慮使用風(fēng)冷散熱方式；為此，本發(fā)明在設(shè)計(jì)出對(duì)流型散熱器，沿著散熱器的翅片方向，采用兩側(cè)風(fēng)機(jī):一側(cè)風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)，另一側(cè)風(fēng)機(jī)抽風(fēng)，從而可以有效的將熱量強(qiáng)制帶出。
[0030]本發(fā)明中，UV-LED燈和控制系統(tǒng)間通過25pin數(shù)據(jù)線連接。其工作原理為:當(dāng)接入220V AC時(shí)，閉合電源開關(guān)，燈箱風(fēng)機(jī)即開始工作，LED燈方可以啟動(dòng)；在待機(jī)狀態(tài)下，通過調(diào)節(jié)工作功率百分比，可以使LED燈的輻射強(qiáng)度變化；通過人機(jī)界面選擇LED燈的工作模式，包括手動(dòng)控制、外部控制和點(diǎn)動(dòng)控制；LED燈工作之后，熱量通過熱電分離式基板迅速傳導(dǎo)至散熱器，再由燈箱兩側(cè)風(fēng)機(jī)對(duì)其強(qiáng)制冷卻，同時(shí)系統(tǒng)對(duì)LED燈實(shí)行實(shí)時(shí)溫度和回路監(jiān)控，當(dāng)系統(tǒng)溫度超高或者有LED開路、短路等情況發(fā)生時(shí)，立馬掐斷LED燈，人機(jī)界面會(huì)顯示對(duì)應(yīng)的報(bào)警狀態(tài)，同時(shí)蜂鳴報(bào)警器會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的報(bào)警蜂鳴聲。本設(shè)備還支持外部信號(hào)輸入和觸發(fā)，可以和客戶全自動(dòng)或半自動(dòng)產(chǎn)品線搭載使用。
[0031]本發(fā)明并不受上述實(shí)施方式的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高均勻度υν-LED固化設(shè)備，包括LED燈箱和控制箱(10)，所述LED燈箱通過數(shù)據(jù)線(11)連接控制箱(10)，所述LED燈箱包括殼體(12)、LED燈組(I)、風(fēng)機(jī)(2)和散熱器(13)，所述LED燈組(I)設(shè)置在殼體(12)前側(cè)，所述殼體(12)內(nèi)LED燈組(I)后方設(shè)有散熱器(13)和風(fēng)機(jī)(2)，所述LED燈組(I)由燈板(14)以及分布在燈板(14)上的多個(gè)UV-LED燈(15)構(gòu)成，其特征在于:所述UV-LED燈(15)采用中間疏、四周密的排布方式分布在燈板(14)上，所述燈板(14)上中間部分的UV-LED燈(15)的發(fā)光角度大于邊緣部分UV-LED燈(15)的發(fā)光角度。
2.如權(quán)利要求1所述的高均勻度UV-LED固化設(shè)備，其特征在于:所述散熱器(13)采用對(duì)流型散熱器，所述風(fēng)機(jī)(2)包括進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)和抽風(fēng)風(fēng)機(jī)，所述進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)、抽風(fēng)風(fēng)機(jī)沿散熱器(13)翅片方向分布，所述進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)、抽風(fēng)風(fēng)機(jī)安裝在散熱器(13)的左右兩側(cè)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高均勻度UV-LED固化設(shè)備，其特征在于:所述燈板(14)上自中間部分至邊緣部分的UV-LED燈(15)，其發(fā)光角度逐漸變小。
4.如權(quán)利要求3所述的高均勻度UV-LED固化設(shè)備，其特征在于:所述燈板(14)上自中間部分至邊緣部分的UV-LED燈(15)，其相鄰之間的間距逐漸變小。
5.如權(quán)利要求4所述的高均勻度UV-LED固化設(shè)備，其特征在于:所述控制箱(10)內(nèi)側(cè)面上設(shè)有220V AC接口(8)、數(shù)據(jù)接口 (9)和I/O端口(6)，所述控制箱(10)內(nèi)設(shè)有開關(guān)電源(7)、DC驅(qū)動(dòng)板(5)和蜂鳴報(bào)警器(4)，所述開關(guān)電源(7)由線路連接DC驅(qū)動(dòng)板(5)和蜂鳴報(bào)警器(4)，所述控制箱(10)的外側(cè)面上設(shè)有觸控屏(3)。
6.如權(quán)利要求5所述的高均勻度UV-LED固化設(shè)備，其特征在于:所述LED燈組(I)與散熱器(13)之間設(shè)有熱電分尚式基板。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高均勻度UV-LED固化設(shè)備，包括LED燈箱和控制箱(10)，LED燈箱包括殼體(12)、LED燈組(1)、風(fēng)機(jī)(2)和散熱器(13)，LED燈組(1)設(shè)置在殼體(12)前側(cè)，殼體(12)內(nèi)LED燈組(1)后方設(shè)有散熱器(13)和風(fēng)機(jī)(2)，LED燈組(1)由燈板(14)以及分布在燈板(14)上的多個(gè)UV-LED燈(15)構(gòu)成，UV-LED燈(15)采用中間疏、四周密的排布方式分布在燈板(14)上，燈板(14)上中間部分的UV-LED燈(15)的發(fā)光角度大于邊緣部分UV-LED燈(15)的發(fā)光角度；本發(fā)明大幅度提高了輻射均勻性，固化均勻性好，且沒有造成UV能量的損耗。
【IPC分類】B05D3-06
【公開號(hào)】CN104785425
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510167354
【發(fā)明人】姜杰, 孫建國(guó), 季祥勇
【申請(qǐng)人】上海悅威電子設(shè)備有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月9日