定義
UV LED是LED的一種,是單波長的不可見光,一般在400nm以下。主要有365nm和395nm。UV膠固化一般使用365nm波長。通過專門設計使UVLED能發出一個完整連續紫外光帶,滿足封邊,印刷等領域的生產需要。線光源有超長的壽命、冷光源、無熱輻射、壽命不受開閉次數影響、能量高、照射均勻提高生產效率,不含有毒物物質比傳統的光源更安全、更環保。
組成
UVLED(紫外LED)由夾在較薄GaN三明治結構中給一個或多個InGaN量子阱組成,形成的有源區為覆層。通過改變InGaN量子阱中InN-GaN的相對比例,發射波長可由紫光變到其他光。AlGaN通過改變AlN比例能用於製作UVLED中的覆層和量子阱層,但這些器件的效率和成熟度較差。如果有源量子阱層是GaN,與之相對是InGaN或AlGaN合金,則器件發射的光譜範圍為350~370nm。
當藍色InGaN發光二極體泵處短的電子脈衝時,則產生紫外線輻射。含鋁的氮化物,特別是AlGaN和AlGaInN可以製作更短波長的器件,獲得系列波長的UVLED。波長可達247nm的二極體已經商業化,基於氮化鋁、可發射210nm紫外線輻射的LED已研製成功,250~270nm波段的UVLED也在大力研製中。
III-V族金屬氮化物基的半導體非常適合於製作紫外輻射源。以AlGaInN為例,在室溫下,隨著各組分比例的變化,電子和空穴在複合時所輻射的能量在1.89~6.2eV。如果LED的活性層單純由GaN或AlGaN構成,則其紫外輻射效率很低,因為電子和空穴之間的複合為非輻射複合。如果在該層當中摻雜少量的金屬In,活性層局部的能級就會發生變化,此時,電子和空穴就會發生輻射複合。因此,當在活性層中摻雜了金屬銦之後,380nm處的輻射效率要比不摻雜的高大約19倍。
特點
1. 冷光源,無熱輻射,適用於熱敏材料的粘接
2. 即開即關,無需預熱,照射強度可達500mw/cm²--12000mw/c㎡ 以上
3. 外形小巧,使得設備能輕而易舉的整合到全自動生產線和設備中
4. UV LED無紅外輻射、無有害氣體產生,符合ROHS標準。相對傳統汞燈更安全、更環保
5.壽命達20000小時以上,可大幅削減運行成本和維護工時
6.連線線為耐彎曲電纜,隨意安裝在可動部,滿足反覆移動的需要
優點
·冷光源、無熱輻射,被照物品表面溫升低,解決光通訊、液晶生產中長期存在的熱傷害問題,特別適合液晶封邊、薄膜印刷等要求溫升小的場合適用。發熱量小,可解決汞燈噴繪設備發熱量大、工作人員難以忍受的問題。並且,LED-UV光源,發出的是高純度單波段紫外光,幾乎沒有紅外線的輸出,它屬於冷光源,加工件不會因受熱而變形。
·效率高:LED-UV的光線能量高度集中在具有有效固化作用的某紫外光譜段,實際使用效果和光強為1000~2000mW/cm2的傳統高壓汞燈UV光源的固化效果不相上下,從而使固化時間縮短。傳統的汞燈UV光看上去亮度很高,但熱量很高,因為它的光譜很寬,真正起有效固化作用的紫外光譜段只占其中的一部分能量,有相當大一部分是在可見光段(雜光)和紅外光譜度(導致熱量產生),對操作者的眼睛損傷嚴重並且容易使加工工件熱變形。
(1)超長壽命:LED-UV燈的使用壽命是傳統汞燈的10倍以上,且使用壽命不受開關次數影響。
(2)瞬間開關,不需要預熱即可達到最大功率紫外輸出,關閉後可以瞬間重新開機。
(3)能量高,光輸出穩定,照射均勻效果好,提高生產效率。
(4)可定製有效照射區域,長度從20mm到1000mm。
(5)不含汞,也不會產生臭氧,是替代傳統光源技術的一種更安全、更環保的選擇。
(6)能耗低,耗電量僅為傳統汞燈式固化機的10%,能節約90%電量。
(7)維護成本幾乎為零,採用UV-LED固化設備每年至少節約10000元/台的耗材費。
(8)由於紫外線照射裝置與相關配套裝置非常緊湊,無需以往那種較大的機械安裝空間以及管道施工,設定簡單容易。可以說LED-UV固化系統進一步增強了傳統UV固化系統的環境協調性。LED-UV技術是原有UV技術的升級。
分類
不同的套用領域需要不同尺寸的UV LED光源,一般可分為UV LED點光源、UV LED線光源和UV LED面光源,就光強度而言,三者依次遞減。
1.UV LED點光源:分為UV LED風扇式點光源和UV LED筆式點光源,光斑直徑可分為3mm 4mm 6mm 8mm和12mm。
2.UV LED線光源:光源形狀為線形,線形長度可定製。
3.UV LED面光源:光源為平面,光源面積可定製,套用較為普遍。
套用領域
按行業:電子領域,如光學、手機、觸控螢幕、硬碟、編碼器等部件的粘接等
印刷領域,如電子部件的印字、平板印刷等
工藝品領域,如水晶、玻璃等透明製品的粘結等
醫療領域,注射針頭等粘接等
按用途:UV膠水 UV油墨 UV樹脂的硬化等
設備參數
以UV LED點光源為例
控制器性能及參數 | |
【外形尺寸】 | L*D*H:145mm*110mm*138mm |
【電源】 | 220VAC 50/60Hz 2A. |
【功率】 | 約5W |
【LED配置】 | 單頭至4頭配置自選 |
【連線器】 | 6P連線器 |
【時間設定】 | 1~999秒. |
【控制方式】 | 自動或手動控制 |
【光強度】 | 0—100%模擬調光性能 |
【使用環境】 | 0-40℃ 濕度20-85% |
UV LED照射頭性能及參數 | |
【外形尺寸】 | 長:145mm |
【功率】 | 約5W |
【光斑大小】 | Φ3mm~Φ12mm |
【連線線纜】 | 長度:1m/2m/3m/5m/7m |
【LED晶片】 | 高功率LED紫外二極體(進口) |
【波長】 | UV365±5nm~UV395±5nm |
【光強度】 | 500mw/cm2~15000mw/cm2 |
【照射距離】 | 5-30mm |
【使用環境】 | 0-40℃ |