紫外光固化技术.PDF

电子行业UV LED 紫外光固化技术 简介 本文简要介绍了UV LED紫外光固化技术以及该项技术在电子行业粘合和涂装应用领域的诸多优势。产品 制造商、设备制造商和化学制剂配制商阅读本文后可以了解UV LED紫外光固化技术的优势并知道如何在 制造工艺过程中应用UV LED紫外光固化技术。本文以下章节展示的具体示例包括制造商如何使用UV LED 紫外光固化技术制造触摸屏、移动电话、微型扬声器和磁盘驱动器等产品。 背景 紫外线（UV）光固化技术是通过利用紫外线能量将液体变为固体的一种光致聚合作用过程。 如图1所示，吸收了紫外线能量之后，光引发剂（PI）将产生自由基，该自由基通过聚合反应过程引发与 粘合剂（单体和低聚物）的交联反应，从而固化或凝固油墨、涂料或粘合剂，而上述整个过程通常只需 在短短数秒钟内就可以完成。 图1 - 紫外线光固化技术光聚合作用过程 自1960年最初推出之后，今天众多制造商已经在各应用领域广泛使用紫外线光固化技术，包括平面艺术 印刷到汽车前照灯涂层等等。事实上，紫外线光固化技术市场仍将不断增长，且由于其具备更高的生产 效率、更优异的质量和性能，以及更好的环境效益价值，因此取代了水基和溶剂基热干燥工艺技术。 传统上而言，大多数的紫外线光固化技术通过在离子化气体（通常为汞）室内产生电弧以激发原子，然 后原子发生衰变，从而产生能够生成紫外线能量的弧光灯，向外发射光子。 发射的光子涵盖范围广泛的光谱，包括一些红外线和可见光，如图2所示。但是，通常只有约20 ％的光谱 对于紫外线光固化工艺过程来说是有用的。 1 | © Phoseon Technology 2016 图2 - 汞灯与紫外线LED灯的光谱分布比较 UV LED紫外光固化技术基础知识 UV LED是一种针对紫外线固化技术应用的发光二极管，这种二极管能以一种完全不同的方式产生紫外线 能量。当电流或电子移动通过称为二极管的半导体器件时，它将以光子的形式向外发射能量。二极管中 使用的具体材料决定了这些光子的波长。如果使用紫外线发光二极管，其输出波长范围通常很窄 +/-10nm。上图2 中显示了一台395nm紫外线LED灯与一台典型的汞灯的波长输出比较情况。值得注意的 是，图2 中显示的紫外线LED灯和汞灯在输出强度和波长之间的差异对于理解紫外线光固化工艺过程是十 分关键的。 UV LED紫外光固化技术的商业化应用已有超过十多年的历史。然而，其独特的输出特性要求配方设计师 制备出新型的紫外线化学制剂，从而便于充分利用UV LED紫外光固化技术的诸多优势。为了使油墨、涂 料或粘合剂的紫外线光固化过程更有效果和效率，配方设 计师在寻求通过PI的光谱吸收来交叠紫外灯的波长输出。针对典型的汞灯固化工艺过程而开发的许多现 有的紫外线配方制剂使用的是广谱性PI。通常在UV LED固化工艺输出范围内能够吸收一些光谱，但是大 部分PI吸收波长范围被白白浪费。因此，为了获得更有效的 固化效果，可以专门针对UV LED固化工艺技 术研制一种新型配方制剂，使PI能够吸收的长波紫外线波长范围得以扩大。 优势 与传统的汞灯相比，UV LED紫外光固化技术使用紫外线LED灯具备的众多极其显著的应用优势，其中包 括更环保（无臭氧或汞排放），降低基材热量，以及更高的能源效率。除 了这些优势之外，UV LED紫外 光固化技术非常适合用于电子产品制造领域，因为该项技术具备更高的一致性和可靠的过程控制性能， 且能够降低产品的停机时间，这是满足最终用户严格需求的必要条件。UV LED紫外光固化技术还能提供 更精确的粘合效果，这是因为该项技术可以确保更精确地定位和对齐元器件，然后在短短数秒钟内使粘 合剂固化。通常，在使用UV LED紫外光固化技术之后，电子产品制造商可以看到制造效率提高了5-20 ％ 。在大多数情况下，相对于传统的水基或溶剂基化学制剂而言，紫外线化学过程可以提供改进的固化性 能和功能。例如，紫外线涂料具有优异的抗划伤性，在电子显示屏粘合和涂装应用领域应用广泛，它还 具备杰出的光学性能，如能够减少反射并改进易读性，即使是在太阳光照射的条件下。 鉴于UV LED紫外光固化灯优异的外形、体积小和重量轻等优点，它非常容易设计用于制造设备，并且通 过使用行业标准的PLC接口还可以实现简易控制。在大多数情况下，由于它固化速度较快，制造商可以 实现自动化批量处理，从而显著提高生产效率。另外，由于许多电子元件体积都非常小，所以UV LED紫 外光固化灯的聚光灯和光导管非常适合于直径达10毫米的固化区域。 2 |