大家好，本文將簡單討論一下UVLED固化技術(shù)（以下簡稱LED），希望能起到拋磚引玉的作用，歡迎大家共同探討。
目前常用的固化方式可以分為兩大類，一類是熱固化，一類是光固化。熱固化顧名思義則是靠溫度，通過加熱升溫的方式實(shí)現(xiàn)固化。光固化則是通過紫外線照射激發(fā)光引發(fā)劑來完成固化。
隨著目前環(huán)保以及國家“碳中和"等政策的落實(shí)，在未來一段時(shí)間光固化的占比將逐漸提升。
光固化現(xiàn)階段應(yīng)用較廣的行業(yè)有電子行業(yè)，智能制造以及自動(dòng)化制造，印刷，醫(yī)療，涂布等，與大家息息相關(guān)的則比如手機(jī)，電視機(jī)，電腦，家具，等產(chǎn)品的制造工藝均有應(yīng)用。
針對(duì)光固化本身再次進(jìn)行細(xì)分可以分為兩類：一類是汞燈的固化工藝，另外一類則是LED的光固化。
汞燈通俗來講包括以下這些：低壓汞燈（飛利浦燈管），中壓汞燈，高壓汞燈，金屬鹵素?zé)?，無極燈（又分為H和D型）。LED則是按照波段來進(jìn)行劃分，目前有的比如：265nm,320nm,340nm,365nm,385nm,395nm,405nm等。
汞燈的優(yōu)點(diǎn)有：
制造工藝成熟，波段覆蓋較廣，從200-450nm，或者200-7--nm均有覆蓋，膠水適應(yīng)性較好。
汞燈的缺點(diǎn)有：
1光電效率較低，普遍在10%-15%。需要消耗較多電能。2體積相對(duì)來說較大，安裝需要占用較大空間，尤其是需要進(jìn)出風(fēng)道的產(chǎn)品。3燈管壽命較短，普通的在1000-3000小時(shí)，無極燈壽命在6000小時(shí)。需要經(jīng)常更換，影響生產(chǎn)節(jié)奏且長期使用耗材費(fèi)用較高。4工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生VOC氣體，不利于產(chǎn)線工人身體健康，排放也不符合環(huán)保要求。
LED的優(yōu)點(diǎn)有：
1光電轉(zhuǎn)換效率高普遍在30%-50%。非常節(jié)能，符合“碳中和"政策。2系統(tǒng)體積小，安裝占用空間小。3壽命較久，以常用的365nm為例，目前壽命L70基本能達(dá)到20000小時(shí)，395nm與405nm則能達(dá)到40000小時(shí)。且使用過程中無耗材，不影響生產(chǎn)節(jié)奏。4工作時(shí)不產(chǎn)生有害氣體，對(duì)產(chǎn)線工人相對(duì)來說友好（仍需做防護(hù)).5生產(chǎn)效率較高，可以明星提升產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)速度。
LED的缺點(diǎn)有：
波段波峰值較窄，對(duì)膠水有適應(yīng)性要求，電子行業(yè)目前適應(yīng)性均可以，但在少數(shù)行業(yè)比如涂布，硬化等對(duì)膠水適配性要求較高，有些時(shí)候需要膠水進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整才可以達(dá)到理想效果。
回到LED光源本身，目前市面上常見的LED驅(qū)動(dòng)有兩種方式，一種是恒流源驅(qū)動(dòng)，一種是恒壓源驅(qū)動(dòng)，在這里推薦大家選用恒流源驅(qū)動(dòng)的方式，這樣對(duì)LED的壽命有保證。
LED光源分為控制系統(tǒng)部分+燈頭照射系統(tǒng)兩部分組成。
控制系統(tǒng)：
主要負(fù)責(zé)電流，電壓還有控制信號(hào)，反饋信號(hào)的收集與處理。是整個(gè)LED光源的核心，它的好壞直接決定LED光源工作時(shí)的穩(wěn)定性，均勻性，以及使用壽命。
照射系統(tǒng)：
包含燈珠，燈板，散熱（散熱又分為風(fēng)冷與水冷散熱）數(shù)據(jù)以及供電接口。燈珠是核心工作部件，整個(gè)LED光源的所有配件包括控制部分都是為燈珠進(jìn)行服務(wù)的。燈珠的好壞也會(huì)直接影響穩(wěn)定性，均勻性，以及壽命。
散熱：
LED目前分為風(fēng)冷，水冷，被動(dòng)散熱，氣冷散熱等幾種散熱方式。當(dāng)照射面積較小且光功率非常低時(shí)方可使用被動(dòng)散熱。常見的主要有風(fēng)冷及水冷散熱兩種。
風(fēng)冷散熱：
適用于光功率不高，且燈頭與外面氣流交換較好，環(huán)境溫度能穩(wěn)定保持在25°時(shí)可以使用，優(yōu)點(diǎn)是不需要配套水冷機(jī)進(jìn)行使用，方便移動(dòng)作業(yè)。
水冷散熱：
適用面非常廣，對(duì)光功率沒有限制，尤其是涂布烘箱等密閉空間，散熱效果好。缺點(diǎn)是需要配套水冷機(jī)使用。
LED針對(duì)不同行業(yè)也有一些特定方案相對(duì)應(yīng)。比如印刷行業(yè)，一般選用COB燈珠方案，由于本身對(duì)光功率要求較高，而對(duì)精密度，均勻性，壽命等要求相對(duì)寬松，使用COB方案可以把光功率堆疊到比較高，比如20-30W/cm2等。COB方案目前常采用進(jìn)口芯片國內(nèi)封裝（COB燈珠成本較高），或者直接國內(nèi)甚至中國臺(tái)灣芯片然后封裝，然后通過PLC調(diào)節(jié)電壓的方式來工作。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是成本可以控制在較低水平，有價(jià)格優(yōu)勢。缺點(diǎn)是穩(wěn)定性稍差，對(duì)燈珠性能壓榨很極限，壽命縮短。
在自動(dòng)化行業(yè)由于是24小時(shí)機(jī)臺(tái)不停運(yùn)轉(zhuǎn)，且產(chǎn)品產(chǎn)值相對(duì)較高，一般要求LED光源的穩(wěn)定性，精密度，可編程性較高。
在涂布行業(yè)由于一般產(chǎn)品寬幅較大，在1200-1700mm比較常見，且涂布生產(chǎn)過程中不允許停機(jī)，因此對(duì)產(chǎn)品的橫向均勻性，穩(wěn)定性，控制精密度，壽命等都要求較高?？蛻粼囧e(cuò)成本較高，一旦光源出現(xiàn)問題造成的生產(chǎn)產(chǎn)品損失很可能超過設(shè)備本身的價(jià)值。
LED的控制精密度現(xiàn)在已經(jīng)有少數(shù)廠家可以做到千分之一精度。比如光功率為1000mw/cm2時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)最小1mw/cm2的光照強(qiáng)度且以1mw為單位進(jìn)行線性調(diào)節(jié)和輸出。目前針對(duì)絕大部分應(yīng)用而言百分之一精度其實(shí)已經(jīng)可以滿足要求，只有極少數(shù)特殊要求應(yīng)用會(huì)使用到千分之一精度。
另外LED的驅(qū)動(dòng)除了使用恒流源驅(qū)動(dòng)外還是有單獨(dú)的電源管理系統(tǒng)，并且在面積較大光源時(shí)盡量使用小模塊控制，這樣一致性會(huì)比較好，整體橫向均勻性也比較好。
市面上常見的LED不良引起的原因有：1材料不良，比如選用不好的燈珠，穩(wěn)定差的電源等。2設(shè)計(jì)問題，比如采用恒壓源驅(qū)動(dòng)，過分壓榨燈珠性能，電壓電流不穩(wěn)定損壞燈珠。3散熱問題，散熱設(shè)計(jì)不合理或者環(huán)境溫度過高，導(dǎo)致燈珠芯片受損。
以上是一點(diǎn)小的分享，如有不對(duì)的地方請(qǐng)大家指正，也歡迎大家交流。謝謝！
會(huì)員1.png)