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【UVLED固化】系統(tǒng)闡述

2022-07-08

UVLED固化設(shè)備在最近年來的發(fā)展有著質(zhì)和量的飛躍，所以我們應(yīng)該對UVLED固化有充分的了解，下面我們就從UV固化的價格角度來說明一下。

近年來，將UV LED而非傳統(tǒng)紫外燈集成到固化系統(tǒng)中的需求顯著增加。雖然使用紫外光源的應(yīng)用仍以傳統(tǒng)紫外燈為主，但法國市場研究公司Yole Dévelopment報告說，UV LED的市場份額從2014年的19.1%增加到2019年的41.4%。UV LED的總市場規(guī)模從2008年的2020萬美元增加到2015年的1.27億美元，到2019年進一步增加到5.055億美元。

根據(jù)Yole Dévelopment的報告，聯(lián)合市場研究公司(Allied Market Research)所做的研究表明，全球UV LED市場規(guī)模預(yù)計將從2018年的2.711億美元，以17.3%的復(fù)合年均增長率，增加到2026年的12億美元。紫外固化市場，包括用于油墨、涂料和粘合劑等應(yīng)用，將占據(jù)UV LED市場規(guī)模的近60%，而且50%以上的用戶在亞洲。紫外固化是利用紫外線的能量來啟動光化學(xué)反應(yīng)的過程，從而產(chǎn)生聚合物的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。UV LED的強勁增長主要取決于該技術(shù)相對于傳統(tǒng)紫外燈的吸引力。

UV LED的一些優(yōu)點討論如下：

· 緊湊性 ·

UVLED固化設(shè)備可采用機載芯片(COB)技術(shù)，用于系統(tǒng)表面安裝器件(SMD)封裝形式或模具形式。由于其"靈活性"，用于固化系統(tǒng)的UV LED光源的設(shè)計變得緊湊?？梢栽O(shè)計不同類型的固化系統(tǒng)，包括如面光源、點光源或模塊化系統(tǒng)。如果固化系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的紫外燈，則很難實現(xiàn)這種靈活性。

例如，考慮一個處于線纜末端的點光源紫外固化系統(tǒng)：基于傳統(tǒng)紫外燈的紫外固化系統(tǒng)，需要一個長的引導(dǎo)部件來將光線轉(zhuǎn)到固化點，這使得系統(tǒng)顯得笨重；而基于UV LED固化系統(tǒng)的設(shè)計，則只需要使用一個球形透鏡來匯聚光線即可，從而得到一個簡單而緊湊的設(shè)計，并具有更高效率的輸出。

·更長的產(chǎn)品壽命 ·

傳統(tǒng)紫外燈的典型壽命約為2,000小時，或微波燈的最長8,000小時，而UV LED的壽命一般可達20,000小時。UV LED制造商通常采用應(yīng)用于可見光波長LED的測試標準(LM-80和TM-21)來確定其使用壽命。UV LED的使用壽命定義為在輸出衰減達到定義級別之前的運行小時數(shù)，稱為Lp，這里的p是初始輸出功率的百分比。在可見光LED中，通常采用L70來確定LED的使用壽命。系統(tǒng)中光源更長的使用壽命有利于終端用戶，因為它的更換周期更長，系統(tǒng)停機時間更短，并且在長時間運行中的穩(wěn)定性更好。如果UV LED系統(tǒng)在間歇性模式下運行，則壽命可以更長。此外，光源壽命也高度取決于驅(qū)動電流，以及設(shè)備和環(huán)境溫度。

　　目前，與UVB和UVC波段運行的UV LED相比，UVA波段的UV LED技術(shù)更加先進和成熟。當UV LED集成到系統(tǒng)中時(如發(fā)光件和固化系統(tǒng))，還必須考慮其他部件的壽命。因此，UV LED系統(tǒng)(如紫外光固化系統(tǒng))在UV LED封裝級別上的額定壽命，將比系統(tǒng)級別更短。所以，實際使用壽命由應(yīng)用場景下的使用條件來確定。然而，系統(tǒng)故障的根本原因，往往是環(huán)境、輔助系統(tǒng)的設(shè)計，以及終端用戶可能未遵循系統(tǒng)安裝的要求。

· 環(huán)保(即無臭氧和無汞)·

紫外燈的發(fā)射光譜從UVC到可見光譜顯示有多個峰值。在短波長范圍，通常為160-240nm，紫外線可以將氧氣轉(zhuǎn)換為臭氧(O3)。如果長期吸入臭氧的話，這一產(chǎn)生的臭氧可能成為一個健康問題。因此，建議正確配置設(shè)備周圍的通風(fēng)系統(tǒng)，以降低風(fēng)險。

此外，一些傳統(tǒng)的紫外固化系統(tǒng)使用基于汞的紫外燈作為光源發(fā)射器。如果紫外燈被打破，那么可能會產(chǎn)生汞的污染。因此，需要為處理基于汞的紫外燈的破損問題，制定必要的安全指引。UV LED的發(fā)射光譜為單個峰，典型峰寬為9-15nm，可以進行選擇。這樣就可以避開會產(chǎn)生臭氧的波長范圍，特別是使用UVA和UVB波段的紫外線固化應(yīng)用。此外，UV LED由半導(dǎo)體材料(氮化銦鎵[InGaN]型)制成，而這種材料安全得多，不包含有毒有害材料，且不需要復(fù)雜的處理工藝。

除了上述幾點之外，還有支持環(huán)保友好的其他優(yōu)點：耗電量少、無需預(yù)熱時間、可立刻投入使用，易于維護，且服務(wù)間隔時間更短。

隨著對UV LED固化應(yīng)用的需求不斷增加，終端用戶逐漸從基于紫外燈的固化系統(tǒng)轉(zhuǎn)向基于UV LED的系統(tǒng)。在固化應(yīng)用中使用UV LED而非紫外燈，雖然帶來了諸多優(yōu)點，但在性能和其他安全風(fēng)險方面仍然存在一些技術(shù)挑戰(zhàn)，需要紫外固化系統(tǒng)集成商、測量設(shè)備提供商和終端用戶面對。

例如，終端用戶必須仔細研究粘合劑體系和UV LED系統(tǒng)，使粘合劑的吸收波長和LED的發(fā)射波長相匹配。終端用戶需要通過評估可以實現(xiàn)優(yōu)化固化工藝流程所需的峰值輻照度、能量和固化時間，來描述整個系統(tǒng)的特點。

另一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)，是對采用UV LED系統(tǒng)的固化應(yīng)用，進行合適的能量輸出測量方法。使用適當?shù)姆椒ê蜏y量工具(如紫外能量計)，可以準確測量紫外固化系統(tǒng)的能量輸出。強烈建議對生產(chǎn)線中的能量輸出進行這種測量，以確保達到產(chǎn)品的一致性。

測量的目的是：

1.確?？煽康膽?yīng)用性能

2.確保固化過程的可重復(fù)性和穩(wěn)定性

3.作為監(jiān)測固化系統(tǒng)衰減的預(yù)防手段

因此，本文旨在向UV LED固化系統(tǒng)的終端用戶，如經(jīng)驗豐富的工藝工程師、制造工程師和技術(shù)人員，提供使用適當?shù)哪芰坑?，對UV LED固化系統(tǒng)進行性能測量的綜述和建議。本文還涵蓋了運行UV LED固化系統(tǒng)的風(fēng)險和安全問題。

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