專(zhuān)利名稱(chēng):Uv噴墨印刷機(jī)用高功率液冷led燈的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型揭示一種UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈，是與一個(gè)液冷裝置連結(jié)，先在一厚度小于2mm的氮化鋁基板層上布設(shè)電路并安裝多個(gè)發(fā)紫外光的LED晶粒，并由封裝層將LED晶粒封裝。再于氮化鋁基板層下結(jié)合一個(gè)銅層，銅層內(nèi)形成導(dǎo)熱液體管道，導(dǎo)熱液體管道的兩端貫通銅層的側(cè)面形成接口，以便液冷裝置的冷卻液從其中一接口注入導(dǎo)熱液體管道、再由另一接口將銅層內(nèi)的熱能向外排出。最后用外殼包覆氮化鋁基板層與銅層，使石英玻璃遮罩對(duì)應(yīng)到LED晶粒的設(shè)置處，供LED晶粒被激發(fā)的紫外光穿透。據(jù)此達(dá)到高散熱效率的LED燈，增加LED晶粒的數(shù)量以提升光能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈，尤其是利用紫外光LED進(jìn)行UV印刷油墨固化作業(yè)的LED燈。

【背景技術(shù)】
[0002]在UV印刷技術(shù)中，為求迅速使刷印的油墨固化，需要由相當(dāng)?shù)墓饽軐?duì)刷印的油墨進(jìn)行照射，在使用光能照射的同時(shí)也產(chǎn)生大量的熱能。伴隨著發(fā)光二極體(LED)技術(shù)逐步的發(fā)展，LED燈的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)非常廣泛，比起目前常用的燈泡如金屬鹵素?zé)?、高壓氙氣燈等，LED燈則具有使用壽命長(zhǎng)、能量及碳排放量消耗低及無(wú)臭氧產(chǎn)生等優(yōu)勢(shì)，且LED燈具有良好的能量轉(zhuǎn)換效率，意味著LED燈的電能會(huì)較佳的轉(zhuǎn)換成光能、較少轉(zhuǎn)化成熱能；因此非常適合應(yīng)用在印刷固化技術(shù)中，既能夠提升光能的強(qiáng)度、又能降低無(wú)謂的廢熱。
[0003]盡管LED燈在目前燈泡中具有極佳的能量轉(zhuǎn)換效率，但最好的LED燈也只能將電能的大約35%轉(zhuǎn)換為光能，剩余的65%左右仍然是以熱能的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)化。當(dāng)印刷技術(shù)試圖制作更大面積的印刷作業(yè)時(shí)，考量到熱能帶來(lái)的高溫將嚴(yán)重影響LED燈的發(fā)光效率與使用壽命，無(wú)法提高LED燈中LED晶粒的密度，連帶限制LED燈每平方公分能提供的光能強(qiáng)度。為配合LED燈的光能強(qiáng)度，印刷紙必須在LED燈之下停留更長(zhǎng)的時(shí)間才能取得油墨固化所需的光能，也導(dǎo)致印刷作業(yè)的速度緩慢、效率低落等問(wèn)題；進(jìn)一步影響印刷業(yè)產(chǎn)量的供應(yīng)。
[0004]且LED燈相比傳統(tǒng)的金屬鹵素?zé)?、高壓氙氣燈等，具有較低的輸出功率，采用LED燈作為UV印刷油墨固化的光源，勢(shì)必需加裝更多的LED晶粒以提供與傳統(tǒng)燈泡相當(dāng)?shù)墓饽?。一方面因散熱需求必須減少LED晶粒的密度、另方面為提供與傳統(tǒng)燈泡相去不遠(yuǎn)的固化光能，又需要加裝較密集的LED晶粒；可見(jiàn)目前UV印刷的LED燈技術(shù)中，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)已無(wú)法滿(mǎn)足業(yè)界的需求。
[0005]因此，本實(shí)用新型欲提供一種UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈，可布設(shè)高密度的LED晶粒、且能提供極佳的散熱效果，使油墨在本實(shí)用新型LED燈照射下能迅速取得足夠固化的光能，縮短印刷加工所需的時(shí)間、提高總體產(chǎn)能。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本新型之一目的在于提供一種UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈，利用銅層的高導(dǎo)熱系數(shù)提高散熱效率，使氮化鋁基板層搭配銅層達(dá)到良好的散熱效果，并于銅層內(nèi)形成導(dǎo)熱液體管道，供液冷裝置輸送液體進(jìn)行熱交換，進(jìn)一步提升散熱的速度。
[0007]本新型的又一目的在于提供一種UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈，利用石英玻璃遮罩提供良好的紫外光穿透率，并提升對(duì)酸或是鹽分的抗性，增加產(chǎn)品的耐用程度。
[0008]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型揭示一種UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈，是與至少一個(gè)液冷裝置連結(jié)，該UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈包括:一厚度小于2_的氮化鋁基板層，于該氮化鋁基板層上依序布設(shè)有多組電路；多個(gè)底部形成有單一電極的LED晶粒，每一前述LED晶粒分別以底部的該電極導(dǎo)接安裝于上述電路，且前述LED晶粒分別具有一個(gè)位于紫外光區(qū)域的中心發(fā)光頻率；一形成有至少一個(gè)導(dǎo)熱液體管道的銅層，具有一頂面，該頂面是供結(jié)合至該氮化鋁基板層相反于設(shè)置有上述電路的一面，其中上述導(dǎo)熱液體管道的兩端分別于該銅層遠(yuǎn)離上述頂面的側(cè)面形成一接口，且前述接口是導(dǎo)接結(jié)合至上述液冷裝置；一封裝層，是設(shè)置于該氮化鋁基板層上、并分別包覆封裝上述LED晶粒；一具有石英玻璃遮罩的外殼，包括一個(gè)形成有一透空區(qū)的外殼本體、及覆蓋該透空區(qū)的石英玻璃遮罩，該外殼包覆該氮化鋁基板層、該銅層，以及上述透空區(qū)是對(duì)應(yīng)于上述LED晶粒，供上述LED晶粒所激發(fā)的紫外光穿透。
[0009]本實(shí)用新型所揭示的UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈，以氮化鋁基板層取代以往的氧化鋁基板層，提升陶瓷基板的最大散熱效率，并以導(dǎo)熱系數(shù)高的銅層連結(jié)氮化鋁基板層，使銅材質(zhì)搭配導(dǎo)熱液體管道迅速將LED晶粒所產(chǎn)生的熱量向外傳遞；提供印刷照射技術(shù)充足的光能以拉抬印刷紙的過(guò)紙烘干速度，據(jù)此增加印刷業(yè)的產(chǎn)能。

【附圖說(shuō)明】

[0010]圖1為本實(shí)用新型第一較佳實(shí)施例的剖面圖，用以說(shuō)明氮化鋁基板層與銅層受到外殼包覆、且石英玻璃遮罩正對(duì)LED晶粒而設(shè)置的情形；
[0011]圖2為圖1的部分放大圖，清楚展現(xiàn)封裝層、LED晶粒、氮化鋁基板層與銅層彼此間的結(jié)構(gòu)關(guān)系；
[0012]圖3為圖2的部分放大圖，為展示LED晶粒的電極與氮化鋁基板層的電路彼此導(dǎo)接設(shè)置的情形；
[0013]圖4為本實(shí)用新型第一較佳實(shí)施例銅層的透視圖，可見(jiàn)銅層中形成的兩條導(dǎo)熱液體管道，其中每一條導(dǎo)熱液體管道分別于銅層的兩側(cè)面上開(kāi)出一個(gè)接口 ；
[0014]圖5為本實(shí)用新型第二較佳實(shí)施例的部分放大圖，圖中可見(jiàn)從銅層延伸至導(dǎo)熱液體管道內(nèi)的散熱鰭片、并設(shè)置有一個(gè)溫感器；
[0015]圖6為本實(shí)用新型第二較佳實(shí)施例的剖面圖，用以呈現(xiàn)LED晶粒上加裝光學(xué)元件及外殼本體由上蓋與下蓋螺鎖組成的情形。
[0016]符號(hào)說(shuō)明
[0017]氮化鋁基板層 11電路 111
[0018]LED 晶粒 13電極 131
[0019]銅層 15、15’導(dǎo)熱液體管道 150、150’
[0020]頂面 151側(cè)面 152
[0021]接口 153散熱鰭片 154’
[0022]溫感器 16’封裝層 17
[0023]外殼 19外殼本體 191
[0024]石英玻璃遮罩 192液冷裝置 3
[0025]光學(xué)元件 18’上蓋193’
[0026]下蓋194’

【具體實(shí)施方式】
[0027]有關(guān)本實(shí)用新型所述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合說(shuō)明書(shū)附圖的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中，將可清楚呈現(xiàn)；此外，在各實(shí)施例中，相同的元件將以相似的標(biāo)號(hào)表不。
[0028]本實(shí)用新型UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈的第一較佳實(shí)施例如圖1?3所示，首先是在厚度小于2_的氮化鋁基板層11其中一面上透過(guò)如濺鍍的方式依序加工出多組電路111，并分別于每組電路111上設(shè)置對(duì)應(yīng)的LED晶粒13。本例中的每一 LED晶粒13底部形成有單一個(gè)電極131，并且將底部的電極131導(dǎo)接安裝至電路111上，另一電極則是形成在各LED晶粒的頂面，并且藉由打線(xiàn)至電路111上的另一極而獲得致能。氮化鋁基板層11和LED晶粒13上，更形成有一層封裝層17，一方面封裝包覆LED晶粒13 ;另方面，還可以在LED晶粒13上進(jìn)一步設(shè)置例如透鏡等光學(xué)元件而一并包覆固定。
[0029]氮化鋁基板層11在設(shè)置晶粒的相反側(cè)面則結(jié)合有一銅層15，由于銅層15的頂面151與氮化鋁基板層11致密結(jié)合，故當(dāng)LED晶粒13因致能發(fā)光而同時(shí)產(chǎn)生廢熱時(shí)，由于氮化鋁基板層11的導(dǎo)熱系數(shù)仍低于金屬材料，因此在本例中選擇其厚度更僅有1_，讓熱能順利穿透氮化鋁基板層11而抵達(dá)銅層15，而銅的導(dǎo)熱系數(shù)比氮化鋁更佳，因此LED晶粒13所發(fā)的熱能會(huì)透過(guò)此結(jié)構(gòu)由銅層15向外傳導(dǎo)。
[0030]請(qǐng)一并參考圖4所示，為更進(jìn)一步加速熱傳導(dǎo)的效率，本例中的銅層15厚度略大于3cm，以提供足夠的高度，讓其中還可以成形兩條直徑大于或等于Icm的導(dǎo)熱液體管道150，每一條導(dǎo)熱液體管道150橫向穿越銅層15、并在銅層15遠(yuǎn)離頂面151的左右兩側(cè)面152上，分別形成一個(gè)對(duì)外的接口 153，由此導(dǎo)接至一臺(tái)液冷裝置3，在本例中的液冷裝置3是一臺(tái)水泵，把本例中作為冷卻液的水從其中一個(gè)接口 153進(jìn)入導(dǎo)熱液體管道150，沿途進(jìn)行熱交換而吸收銅層15中的熱能，再?gòu)牧硪粋€(gè)接口 153將熱能帶離銅層15。據(jù)此結(jié)構(gòu)，設(shè)置在氮化鋁基板層11上的LED晶粒13數(shù)量可大幅增加、提升印刷作業(yè)時(shí)烘干固化UV油墨的速度。
[0031]最后在本例中是由擠壓成形的長(zhǎng)條形鋁管構(gòu)成外殼19，并將氮化鋁基板層11與銅層15包覆在內(nèi)，外殼19的外殼本體191上形成有一個(gè)透空區(qū)，是對(duì)應(yīng)到氮化鋁基板層11設(shè)置LED晶粒13處，讓LED晶粒13發(fā)出的紫外光可以經(jīng)由透空區(qū)射出。并且，本例中在透空區(qū)設(shè)置有一片石英玻璃遮罩192，由于石英玻璃材質(zhì)對(duì)于紫外光具有極佳的透射率，因此LED晶粒13所發(fā)出的紫外光可以順利的穿透石英玻璃遮罩192而投射到油墨。尤其，石英玻璃材質(zhì)還是相當(dāng)良好的抗酸材料，在常溫下對(duì)鹽的腐蝕耐受性也非常好，因此石英玻璃遮罩192能有效保護(hù)氮化鋁基板層11和位于氮化鋁基板層11上的LED晶粒13不受外部環(huán)境干擾，具有高度的保護(hù)效果。
[0032]本實(shí)用新型UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈的第二較佳實(shí)施例如圖5、6所示，本例進(jìn)一步改良相關(guān)的散熱機(jī)制，首先銅層15’在導(dǎo)熱液體管道150’內(nèi)延伸有散熱鰭片154’，增大冷卻液與銅層15’進(jìn)行熱交換的表面積，據(jù)此提升散熱的速度。此外，控制液冷裝置的處理器(圖未示)與銅層15’中設(shè)置的一個(gè)溫感器16’以無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行訊號(hào)連結(jié)，溫感器16’則容置在導(dǎo)熱液體管道150’內(nèi)，以便處理器正確掌握導(dǎo)熱液體管道150’中的液體溫度；若液冷裝置發(fā)生故障，液冷裝置內(nèi)的冷卻液無(wú)法流入導(dǎo)熱液體管道150’而與銅層15’進(jìn)行熱交換，因此液冷裝置中的冷卻液將維持低溫，但銅層15’的溫度則會(huì)持續(xù)上升，此時(shí)導(dǎo)熱液體管道150’內(nèi)的溫感器16’將回報(bào)溫度驟升的情況，以便在溫度對(duì)本實(shí)用新型的高功率液冷LED燈產(chǎn)生不可回復(fù)的損傷之前做出反應(yīng)。
[0033]由于本例加強(qiáng)散熱的效果，在散熱充足的前提下銅層15’可以只成形一條導(dǎo)熱液體管道150’，用以節(jié)省銅層15’所需的體積、縮小本實(shí)用新型UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈的大小。此外如圖6所示，本例可于LED晶粒上加裝例如凸透鏡等光學(xué)元件18’，藉此達(dá)到過(guò)濾光色或集中光束等效果，最后再由透明樹(shù)脂一并封裝LED晶粒與光學(xué)元件18’冷凝形成封裝層。而本例的外殼本體分為上蓋193’與下蓋194’，透過(guò)螺鎖的方式將上、下蓋結(jié)合并包覆氮化鋁基板層與銅層。
[0034]綜上所述，本實(shí)用新型UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈透過(guò)較薄的氮化鋁基板層結(jié)合散熱佳的銅層，并搭配銅層內(nèi)形成的導(dǎo)熱液體管道與液冷裝置，使本實(shí)用新型產(chǎn)品具高度的散熱效率，可安裝更多的LED晶粒以提供更強(qiáng)的光能，使印刷烘干作業(yè)能在更短的時(shí)間內(nèi)完成，提升印刷的產(chǎn)能。當(dāng)然，本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)施亦可應(yīng)用于不設(shè)置硅膠的led晶粒。惟以上所述者，僅本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，即大凡依本實(shí)用新型權(quán)利要求書(shū)及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆仍屬本實(shí)用新型專(zhuān)利涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈，其特征在于，是與至少一個(gè)液冷裝置連結(jié)，該UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈包括: 一厚度小于2_的氮化鋁基板層，于該氮化鋁基板層上依序布設(shè)有多組電路； 多個(gè)底部形成有單一電極的LED晶粒，每一前述LED晶粒分別以底部的該電極導(dǎo)接安裝于上述電路，且前述LED晶粒分別具有一個(gè)位于紫外光區(qū)域的中心發(fā)光頻率； 一形成有至少一個(gè)導(dǎo)熱液體管道的銅層，具有一頂面，該頂面是供結(jié)合至該氮化鋁基板層相反于設(shè)置有上述電路的一面，其中上述導(dǎo)熱液體管道的兩端分別于該銅層遠(yuǎn)離上述頂面的側(cè)面形成一接口，且前述接口是導(dǎo)接結(jié)合至上述液冷裝置； 一封裝層，是設(shè)置于該氮化鋁基板層上、并分別包覆封裝上述LED晶粒； 一具有石英玻璃遮罩的外殼，包括一個(gè)形成有一透空區(qū)的外殼本體、及覆蓋該透空區(qū)的石英玻璃遮罩，該外殼包覆該氮化鋁基板層、該銅層，以及上述透空區(qū)是對(duì)應(yīng)于上述LED晶粒，供上述LED晶粒所激發(fā)的紫外光穿透。2.如權(quán)利要求1所述的UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈，其特征在于，更包括一個(gè)溫感器，該溫感器是設(shè)置在該銅層內(nèi)、并容置于該導(dǎo)熱液體管道中、且與上述液冷裝置訊號(hào)連結(jié)。3.如權(quán)利要求1或2所述的UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈，其特征在于，其中該導(dǎo)熱液體管道的直徑大于或等于I公分，而該銅層的厚度大于或等于3公分。4.如權(quán)利要求1所述的UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈，其特征在于，更包括一組光學(xué)元件，分別對(duì)應(yīng)每一個(gè)上述LED晶粒，并與上述LED晶粒一同受上述封裝層封裝。5.如權(quán)利要求1所述的UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈，其特征在于，其中該外殼本體為一個(gè)上蓋與一個(gè)下蓋兩者彼此螺鎖組合而成。6.如權(quán)利要求1所述的UV噴墨印刷機(jī)用高功率液冷LED燈，其特征在于，其中該銅層更于該導(dǎo)熱液體管道內(nèi)形成有散熱鰭片。
【文檔編號(hào)】H01L33-64GK204271126SQ201420768476
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