如何甄选符合要求的UV LED设备

如何甄选符合需求的UV LED设备

首先我们确定下UVLED固化系统设备的组成：

1. 封装形式

2. 光学设计

3. 散热设计

1. 封装形式：COB   OR   灯珠直接封装

   
   

   a）灯珠有机封装：环氧树脂  

   

   应用于400nm 左右的近紫外LED，长期受紫外线照射易老化，耐温性差、稳定性差；

   b）灯珠无机封装：金属与玻璃透镜封装

   

   
   

   应用于波长<380nm 的紫外LED；软化熔点1600℃，不适用于来密封LED芯片；透光率较高，紫外透光接近95%；耐温性好、稳定性好；

             c）COB封装：将LED芯片直接贴在高反光率的镜面金属基板上，形成结构紧凑、大功率的LED器件；

   
   

2. 光学设计：LED UV 固化系统的光学因素

   1.能量密度：也是通常讲的照射剂量。是特定时间内，辐照度的集合，单位J/ cm²，通常根据传送带的速度来设计，是确定紫外固化能力的重要参数，照射剂量的确定与照射距离、面积、厚度均有关系；

   
   

   2.均匀性：指的是特定照射距离和照射区域上能量分布的变化，是通过指定区域中最高和最低辐照度的比率来表征的，并以百分比来表示；

   
   

   3.峰值波长：LED UV发射窄光谱，且有一个峰值，带宽通常介于9-15nm之间，需要光谱仪来描述固化系统的波长参数；

   
   

   4.峰值辐照度：LED UV光到达特定场景表面，所辐射能量的一个测量，单位W/cm²或者mW/cm²。强度随着距离增大而指数级下降，所以峰值辐照度是固化系统中的一个关键参数；

   
   

3. 散热设计：散热作为UV LED系统中不可或缺的一部分，其重要性不言而喻，如果散热设计不好，将直接对芯片的寿命和输光的强度造成致命的影响。这里就浅谈一下目前主流的2种散热方式：风冷、水冷。

• 风冷，即通过加装风扇的方式来降低基板的温度；此种设计用在工业生产将大大降低维护成本，但散热效果相对水冷散热会差一些；

• 水冷，通过内循环的冷却水，运用热对流将灯珠基板上的温度带走，从而达到冷却的效果，这种散热方式通常比风冷占据更大的空间，需要工业水冷机，车间环境差一点的工厂，需要定期频繁维护，但制冷效果比较好，能够延缓光衰；

另外UV材料与UV LED光源的匹配性非常重要，要根据不同材料所添加光敏剂的差异来定性选择UVLED设备波长。因此在投入市场前，光固化实验分析还是很有必要的，能够给研发提供方向。下面给出不同UV料（油墨、胶水、涂料）所需波长的大概区间选择，供参考。

• 工业固化类的应用：

1、UV油墨：油墨一般匹配380-390nm波段、墨水的话一般匹配395-405nm波段；

2、UV胶水：胶、光油等一般匹配360-370nm波段，部分特殊的 UV胶也可以使用390-405nm波段；

3、UV涂料：漆、涂料、树脂等一般匹配390-405nm波段；

• 其它行业的应用:

4、消毒\灭菌： 240-280nm，目前主流比较具有性价比的是275nm；

5、生物照明：根据不同植物与动物的区别，一般选择365-460nm波段；

6、光疗医美：目前主流300-440nm波段；

7、探伤/防伪： 360-370nm波段；

应用远不止于此，更多应用拓展，需要我们一起发掘。

在当前“碳中和”、“碳达峰”全球形式之下，随着UVLED的技术日臻成熟，本着节能、环保、高效、寿命长的固有优势。得益于其环境友好和安全性的特点，LED UV固化系统的市场份额未来也将实现逐年攀升，全球UV LED市场估摸预计将从2018年的2.711亿美元，以17.3%的复合年均增长率增加到2026年的12亿美元。而紫外光固市场，包括油墨、涂料、粘合剂将占据UVLED市场规模的近60%，且50%以上用户在亚洲地区。

最后我们来谈谈紫外线安全防护问题：

A、对眼睛的影响，主要与白内障和视网膜退化有关。角膜和晶状体是眼睛吸收紫外线辐射的重要组织，其中角膜吸收的UVB最多（波长低于300nm），晶状体则吸收UVA（波长低于370nm）；因此实际应用中，如果与紫外光直接接触，要佩戴专业防护眼镜。同时相关的设备也需要进行遮光技术处理。