一种采用COB封装技术的LEDUV固化设备的制作方法

本实用新型涉及一种油墨固化设备，具体涉及一种采用COB封装技术的LED UV固化设备。

背景技术：

现有的LED UV固化光源采用LED发光灯珠或多个LED灯珠组成的发光模组，用导热胶装于通水的基板上，这种方式做成的LED发光设备，体积大，散热不好，发光功率不高，透镜易老化，无法进行二次光学设计，无法应对高速轮转印刷和单张胶印机的固化要求。

由于灯珠本身是由发光半导体芯片组成的发光结构，导致这种结构有多层热阻，散热差，每个灯珠结构占4*4mm大小的面积，即使紧密排列在一起发光强度也只能达到8W/cm²，无法满足高速轮转印刷的干燥需求；灯珠表面有硅胶或石英透镜，单颗灯珠的发光角度分散，组成的模组面光源无法作二次光学聚焦，距被照射物距离在5cm以上时，光强衰减很大，无法满足单张胶印机的固化需求，这些问题不是由于半导体的功率不够，而是采用灯珠或灯珠模组设计的固化产品的工艺已经到了极限。

原有轮转商标印刷机(速度在30-80米/分钟左右的速度)需要8W/cm²的固化功率，而轮转印刷/涂布需要16W/cm²以上的光功率密度，原有技术是无法通过增加灯珠或模组的数量而固化120米/分钟以上的轮转设备的油墨，无论是柔印\胶印或凹印，固化光强的不足是无法用固化的时间来弥补的，因为强度不够就无法触发整个油墨的固化点，随之而来的增加系统的功率还会提高散热的要求，这是原有系统无法突破的局限，和其他行业的应用不同，印刷行业的速度快，用现有技术已经达到了极限。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种采用COB(Chip on Board)封装技术的LED UV固化设备，克服了现有LED UV固化光源固化功率低的缺点，具有固化功率高、使用寿命长、散热良好的优良特性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种采用COB封装技术的LED UV固化设备，其中，包括外壳、侧端盖、下盖板、腔体、水冷机、冷却进水、冷却回水、驱动控制柜，所述侧端盖、下盖板和外壳形成一个密封空间的腔体，所述腔体中包括基板、水冷散热腔体、集成电路板、连接控制柜航插；所述基板位于所述水冷散热腔体的上方，所述集成电路板位于所述水冷散热腔体的下方，所述水冷机通过所述冷却进水、冷却回水和所述水冷散热腔体连接，所述集成电路板通过所述连接控制柜航插连接到外部的所述驱动控制柜。

上述采用COB封装技术的LED UV固化设备，其中，所述基板上安装有芯片，所述芯片为LED发光半导体芯片，尺寸为1*1mm，发光的波长为360-410nm。

上述采用COB封装技术的LED UV固化设备，其中，所述芯片在基板上的最小模组排布方式为：在24mm干燥宽度上排布15列4行共60颗芯片或者在24mm干燥宽度上排布12列5行共60颗芯片或者在25mm干燥宽度上排布8列10行共80颗芯片。

上述采用COB封装技术的LED UV固化设备，其中，所述基板上还焊接有正负极电极、温度传感器及温度引线、散热器驱动导线过线孔；上述芯片通过打金线串并联连接到所述正负极电极，所述温度传感器及温度引线实时提供所述芯片的工作温度确保所述芯片正常有效的冷却，达不到要求，系统会自动报警停机，从而保证所述芯片的使用寿命，所述基板上的引线通过所述散热器驱动导线过线孔连接到所述集成电路板上。

上述采用COB封装技术的LED UV固化设备，其中，所述基板通过导热硅脂放于所述水冷散热墙体上方，并且通过螺丝压紧，如果需要更换，设备能以最小的模组为单位，方便地从设备上取出和更换。

上述采用COB封装技术的LED UV固化设备，其中，所述下盖板下方安装有石英透镜，上方周围铣有密封圈槽，所述基板处于密封状态，使用时光通过下方的石英透镜射出去。

上述采用COB封装技术的LED UV固化设备，其中，所述水冷机采用智能温控模式，即水冷机根据室内的温度调整冷水的温度，这样保证不会使系统产生冷凝水，对设备芯片产生破坏。

本实用新型的有益效果为：本实用新型直接采用COB封装技术，将LED发光半导体芯片裸片，直接焊接到导热基板上，与灯珠方式不同的是，灯珠采用单点式，用导热胶连接于基板，热源堆积，徒增多层热阻，散热很差，COB因为是发光芯片直接与基板接触，散热面为整个基板平面，散热效果大幅提升，另外芯片裸片的尺寸为1*1mm，在一个灯珠的面积(4*4mm)上理论上可以焊接16个LED半导体发光芯片，散热更好的同时可以提高LED光源的发光强度，只需要灯珠模组三分之一的面积，就可达到20W/cm²的发光强度，并且整体的体积很小，由于芯片是单一光源，没有多颗灯珠上的每颗灯珠的石英透镜产生的重影，无老化，不影响光输出，使得光学设计成为可能。同时，距离更远的情况下，LED半导体发光芯片光衰没有灯珠方式那么厉害，可以满足单张胶印机的固化需求(在距离发光面8cm的情况下，单位光强还可达到5W/ cm²以上)。

本实用新型可以让UV LED固化的功率直接得到提高，解决了高速轮转印刷和单张胶印光功率不够的问题，提高了生产的效率；本方案的COB封装可由目前的电子代工厂代工，其余部分的组装更加简单，可以标准化，降低了生产成本，芯片的散热更好，用芯片代替同样数量的灯珠，发光功率可以达到灯珠的两倍以上，而其散热更好，节省了电力的消耗，同时由于热阻降低，芯片的使用寿命更长，使用智能的水冷控制，更是加强了散热的效率和提高了芯片的稳定性，光源设计成二次光学，使得远距离干燥成为可能，直接解决了现有LED UV不能用在单张胶印机上干燥的问题（单张胶印机需要灯头出光口距离被照射物要5-8厘米的距离）。

附图说明

图1为一种采用COB封装技术的LED UV固化设备的外形主视图；

图2为一种采用COB封装技术的LED UV固化设备的外形右视图；

图3为一种采用COB封装技术的LED UV固化设备的腔体示意图；

图4为芯片在基板上的排列方式示意图；

图5为一种采用COB封装技术的LED UV固化设备的基板示意图；

图中，1外壳，2侧端盖，3下盖板，4腔体，5基板，6水冷散热腔体，7集成电路板，8水冷机，9冷却进水，10冷却回水，11连接控制柜航插，12驱动控制柜，13芯片，14正负极电极，15温度传感器及温度引线，16散热器驱动导线过线孔，17石英透镜，18密封圈槽。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更见清除明了，下面结合具体实施方式，对本实用新型进一步详细说明。

请参考图1、图2和图3，本实用新型提供的一种采用COB封装技术的LED UV固化设备，其中，包括外壳1、侧端盖2、下盖板3、腔体4、水冷机8、冷却进水9、冷却回水10、驱动控制柜12；所述侧端盖2、下盖板3和外壳1形成一个密封空间的腔体4，所述腔体4中包括基板5、水冷散热腔体6、集成电路板7、连接控制柜航插11；所述基板5位于所述水冷散热腔体6的上方，所述集成电路板7位于所述水冷散热腔体6的下方，所述水冷机8通过所述冷却进水9、冷却回水10和所述水冷散热腔体6连接，所述集成电路板7通过所述连接控制柜航插11连接到外部的所述驱动控制柜12；LED UV固化设备使用时，一个灯头对应一个驱动控制柜11，对应印刷机多少颜色，配制多少灯头和驱动控制柜。

本实用新型提供的一种采用COB封装技术的LED UV固化设备，其中，所述基板5上安装有芯片13，芯片为LED发光半导体芯片，尺寸为1*1mm，发光的波长为360-410nm。

请参考图4，本实用新型提供的一种采用COB封装技术的LED UV固化设备，其中，所述芯片13在所述基板5上的最小模组排布方式为：在24mm干燥宽度上排布15列4行共60颗芯片或者在24mm干燥宽度上排布12列5行共60颗芯片或者在25mm干燥宽度上排布8列10行共80颗芯片。所述5基板的宽度可以以边长为24mm或者25mm的正方体形为最小模组无线拼接，以适应不同的印刷宽度干燥要求，比如干燥330mm宽的材料可以选用336mm (24*14块模组)拼接。

请参考图5，本实用新型提供的一种采用COB封装技术的LED UV固化设备，其中，所述基板上还焊接有正负极电极14、温度传感器及温度引线15、散热器驱动导线过线孔16。上述芯片13通过打金线串并联连接到所述正负极电极14，所述温度传感器及温度引线15实时提供所述芯片13的工作温度确保所述芯片正常有效的冷却，达不到要求，系统会自动报警停机，从而保证所述芯片13的使用寿命，所述基板5上的引线通过所述散热器驱动导线过线孔16连接到所述集成电路板7上。

本实用新型提供的一种采用COB封装技术的LED UV固化设备，其中，所述基板5通过导热硅脂放于所述水冷散热腔体6上方，并且通过螺丝压紧，如果需要更换，设备能以最小的模组为单位，方便地从设备上取出和更换。

本实用新型提供的一种采用COB封装技术的LED UV固化设备，其中，所述下盖板3下方安装有石英透镜17，上方周围铣有密封圈槽18，所述基板5处于密封状态，使用时光通过下方的石英透镜17射出去。

本实用新型提供的一种采用COB封装技术的LED UV固化设备，其中，所述水冷机8采用智能温控模式，即水冷机8根据室内的温度调整冷水的温度，这样保证不会使系统产生冷凝水，对设备芯片产生破坏。

本实用新型相比现有技术的有益效果为：本实用新型可以让UV LED固化的功率直接得到提高，解决了高速轮转印刷和单张胶印光功率不够的问题，提高了生产的效率；本方案的COB封装可由目前的电子代工厂代工，其余部分的组装更加简单，可以标准化，降低了生产成本，芯片的散热更好，用芯片代替同样数量的灯珠，发光功率可以达到灯珠的两倍以上，而其散热更好，节省了电力的消耗，同时由于热阻降低，芯片的使用寿命更长，使用智能的水冷控制，更是加强了散热的效率和提高了芯片的稳定性，光源设计成二次光学，使得远距离干燥成为可能，直接解决了现有LED UV不能用在单张胶印机上干燥的问题。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。