一文看懂：涂装行业UV LED紫外光固化技术

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。

 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。

 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。

长耀光电LED固化视频

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。

UV LED 紫外光固化技术的优势

在胶粘剂和涂料中的应用

众多不同的电子产品在其制造过程中都使用了 UV LED 紫外光固化技术。在这里，本文仅对以下已有显著增长的四个应用领域进行介绍，增长原因主要是深受广大消费者喜爱的移动电子产品得以开发，元器件的微型化，以及制造商对于更高生产率的需求。

结论

UV LED 紫外光固化技术由于具备一致性和稳定性的工艺过程，同时能减小对热敏感元件的损坏，能够确保电子产品制造商获得更高的收益率和生产率。由于 UV LED 紫外光固化灯仅需很小的空间，因此可以很容易地将 UV LED 紫外光固化灯集成到较小的空间内。UV LED 紫外光固化灯不会产生臭氧排放或危险性汞废物，因此，该技术被认为是目前市场上可行的最环保、最安全的紫外线光固化技术方案。

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文章来源：网络

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