UVLED设备在工业固化中的应用

2021-05-28 16:38 大彬
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首先,我们来明确下UVLED在工业固化中的定义:

UV字面意思“紫外”,在这里泛指固化材料:油墨、胶水、涂料

LED字面意思“发光二极管”,这里泛指用于发射长波紫外线(320-405nm)的LED设备系统;

因此UVLD是一个系统工程,包含材料配方跟光源配方,目前两者是相互独立,未来有望形成同一系统的趋势,因为两者搭配可以针对化的应用于不同细分工业固化场景,实现更高效的工作方式


要知道LED用于工业固化之前,行业中基本采用汞灯的方式进行固化,这种方式不但不环保,甚至严重的危害当下及子孙后代的健康,因此《水俣公约》颁布,就是主要限制汞灯的使用。这里简单的阐述下汞灯发光与LED发光原理的区别:

汞灯:根据电子跃迁理论,原子从激发态回归到基态,会以不同波长的辐射俩释放能量;寻找一种原子,它的电子激发态和基态的能量差刚好落在紫外线的范围内;

LED

利用半导体发光原理:给发光半导体加上正向电压之后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。AlNGaNInGaN系列的三五族半导体材料的禁带宽度刚好落在蓝光到紫外光波段之间,利用AlInGaN材料的配比变化,我们可以做出各种不同波段的紫外线与可见光;


至于LED相关的产业链,也是很大程度上区别与传统的汞灯: UVLED设备的诞生流程(外延-芯片-封装-应用

外延:通过单晶衬底的表面生长与衬底具有相似晶向的晶体薄膜,从而达到外延片

芯片:在外延片的表面涂满光刻胶,把图形复印到外延片表面,通过光刻工艺,刻蚀掉不需要的部分,从而达到需要的芯片图形,再通过腐蚀气体或液体对晶圆进行腐蚀,刻蚀的部分用光刻标出,其余部分用光刻胶(正胶)保护,最后经过蒸镀工艺焊接UVLED电极。

封装:决定器件出光效率和可靠性,具体分为:准备芯片和支架-固晶-压焊-密封-切割和测试

应用:根据不同的应用场景,实现不同光源配方的设计,达到优化相关的生产工艺,提高生产效率的目的


通过以上的描述,相信大家对UVLED设备在工业应用中的场景已经有了基本的概念,接下来,我们来结合具体的行业及应用场景来具体的分析一下;


一、UV油墨&电子元器件印刷固化

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二、UV胶水&光纤拉丝固化

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三、UV涂料&电缆辐照交联固化,通过替换传统的硅烷交联(或温水交联)、汞灯辐照交联,实现节能、环保、高效的目的

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以上通过替代传统的汞灯方式,能够实现70%-90%左右的节能效果,在行业竞争激烈的当下,帮助企业最大程度的优化生产制造成本,同时也能够大幅度提升生产效率,实现真正环保的绿色科技企业。

工业固化只是UVLED应用的一部分,在工业中的应用还有光刻曝光、解胶等;在医疗领域有光疗、医美(美甲、脱毛等);另外随着新冠疫情的影响,与紫外杀菌相关的家电产品层出不穷,未来随着相关技术的进步,相信会有更多的关于UVLED设备出现在众的视野中,后面再为大家做新的分享。