在各種生產(chǎn)工藝中，UV LED固化正在迅速成為一種被接受的用戶友好的技術(shù)

UV LED固化是指將來(lái)自發(fā)光二極管（LEDs）的紫外（UV）區(qū)光譜的“能量”輸出來(lái)處理涂料、膠粘劑、油墨等紫外光固化材料的一種技術(shù)。由紫外光產(chǎn)生的能量會(huì)引發(fā)自由基聚合反應(yīng)，導(dǎo)致濕的原料發(fā)生聚合，從而使材料硬化（或固化）。

UV LED固化技術(shù)利用半導(dǎo)體發(fā)光二極管，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)會(huì)發(fā)出紫外光。當(dāng)一個(gè)LED正向偏置時(shí)，電子能夠與設(shè)備內(nèi)的電子空穴復(fù)合，這樣以光子的形式釋放能量。發(fā)出光的顏色或光子的對(duì)應(yīng)能量是由半導(dǎo)體材料的能隙決定。

UV LED固化有很多優(yōu)點(diǎn)并值得注意。相比傳統(tǒng)的燈具，UV LED是一個(gè)冷光源，主要是由于在紅外光譜范圍內(nèi)沒(méi)有輸出。這樣可以不再使用那些復(fù)雜的冷卻設(shè)備，例如冷卻輥和遮光布，因而能用于熱敏感的基材。紫外發(fā)光二極管（UV LED）的電-光轉(zhuǎn)換效率要好得多，能節(jié)約50%～75%的電力。此外紫外發(fā)光二極管對(duì)環(huán)境更友好，因?yàn)樗鼈儾划a(chǎn)生臭氧，并且不含水銀。

技術(shù)模塊

UV LED固化燈由多個(gè)子組件構(gòu)成，當(dāng)最佳組合時(shí)能提高系統(tǒng)的性能。UV LED光源的重要組成部分可分為四類：LED燈、陣列、光學(xué)元件和熱。

LED燈

LED燈是由摻雜有雜質(zhì)形成p-n結(jié)的半導(dǎo)體材料構(gòu)成。電荷載流子，即電子和空穴，從具有不同電壓的電極（陽(yáng)極和陰極）的交界處流入。當(dāng)電子遇到空穴時(shí)會(huì)進(jìn)入較低能量的狀態(tài)，從而導(dǎo)致能量以光子形式釋放。

發(fā)射的光的波長(zhǎng)取決于形成p-n結(jié)的材料（摻雜劑）的能隙。LEDs的正確組合，能夠使總的紫外光能量最大化。

陣列

陳列是各個(gè)LEDs的組合或聚集。LEDs的數(shù)量、類型和大小，包括陣列的形狀和LEDs的電連接方法都會(huì)對(duì)陣列有影響。陣列結(jié)構(gòu)是由空氣冷卻或水冷卻而決定。目標(biāo)用途確保了系統(tǒng)的最優(yōu)性能和對(duì)生產(chǎn)商的可信賴性。

光學(xué)元件

通過(guò)各種光學(xué)元件的排列組合能使從光源跑出的光子最優(yōu)化。用光學(xué)元件來(lái)使UV LED光反射、成型、導(dǎo)向和修整來(lái)使到達(dá)固化材料的能量最大化，從而使紫外光固化材料達(dá)到最佳固化。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)使用光學(xué)元件有三個(gè)好處：

•提高照射到材料上的紫外光能的效率

•降低由陣列產(chǎn)生的熱量

•提供最佳的系統(tǒng)定價(jià)

熱

如果維持在適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟认拢琔V LEDs可以持續(xù)使用長(zhǎng)達(dá)20000小時(shí)及以上。當(dāng)LEDs發(fā)出更多的能量時(shí)，它們也會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，這些熱量需要進(jìn)行處理。熱處理技術(shù)能從系統(tǒng)中除去多余的熱量，同時(shí)對(duì)二極管提供一致穩(wěn)定的操作溫度，以使其達(dá)到最佳的性能，延長(zhǎng)燈的使用壽命。

波長(zhǎng)

UV LED燈輸出單波段不可見(jiàn)光，集中在特定波長(zhǎng)的±5.0nm上。LEDs是一種固態(tài)裝置；它們可以由各種波長(zhǎng)的發(fā)光二極管構(gòu)成，波長(zhǎng)包括但不限于365、385、395、405和410nm。這與傳統(tǒng)UV燈發(fā)出的寬的光譜不同。這種單色分布需要新的化學(xué)配方來(lái)確保紫外光固化材料的正確固化。

商業(yè)用途

UV LED最早的一些商業(yè)用途是小面積的膠粘劑和粘接用途，如應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備組件、低端熱噴墨印刷，如標(biāo)記、編碼和可變數(shù)據(jù)印刷和玻璃纖維復(fù)合材料的現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)。這些早期的用途利用了UV LEDs的外形優(yōu)勢(shì)（輕便小巧）、徹底固化的能力，以及由于固有的較長(zhǎng)波長(zhǎng)而使安全性提高。事實(shí)上，許多早期的應(yīng)用是在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)。

目前，UV LED固化在各種涂料和膠粘劑領(lǐng)域的生產(chǎn)中獲得了認(rèn)可。UV LED固化技術(shù)對(duì)于許多裝配用途是一種非常適合的，更高的生產(chǎn)能力、可控的過(guò)程重復(fù)性和對(duì)操作人員的安全性。制造業(yè)正在將UV LED固化燈推向各種新的具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用領(lǐng)域。

涂料

目前，全世界范圍內(nèi)大量的涂料都在采用UV LED光源固化，應(yīng)用范圍從傳統(tǒng)的材料，如地板和木工家具到先進(jìn)的電子設(shè)備。材料開(kāi)發(fā)和長(zhǎng)期的性能測(cè)試將進(jìn)一步打開(kāi)汽車、電子產(chǎn)品、住宅和商業(yè)建筑材料等領(lǐng)域的市場(chǎng)。

UV LED固化技術(shù)非常適合木器涂料行業(yè)的施工，如邊緣涂裝、輥涂和數(shù)字印刷。UV LED技術(shù)大大減少了能量消耗，顯著降低了工件表面的溫度。另一種新興的用途是手機(jī)、OLED電視和觸摸屏顯示器的生產(chǎn)。UV LED技術(shù)非常適合，具有更高的一致性，排放更少熱量。

膠粘劑

紫外光固化膠粘劑是現(xiàn)代化裝配和生產(chǎn)過(guò)程中的一種有益工具，采用UV LED的電子控制和穩(wěn)定方式，能確保在各種UV LED膠粘劑應(yīng)用鄰域中獲得優(yōu)異的結(jié)果，范圍從醫(yī)療設(shè)備到最先進(jìn)的電子消費(fèi)產(chǎn)品。

膠粘劑的UV LED固化在醫(yī)療和制藥領(lǐng)域中有一定的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈兺庑涡∏伞⒁装惭b，并盡量減少熱量產(chǎn)生。由于部件非常小，問(wèn)題在于使用UV LED光，只能使膠粘劑在小區(qū)域中固化，從而使組件機(jī)械連接在一起。

大量生產(chǎn)的電子消費(fèi)品正受益于UV LED固化系統(tǒng)的耐久性、可靠性和可重復(fù)性。UV LED始終以最佳的水平發(fā)揮作用，即使是在長(zhǎng)時(shí)間的、大批量的工作中——在固化非常敏感的產(chǎn)品時(shí)，同樣能提供穩(wěn)定的能量輸出——使UV LED技術(shù)成為眾多市場(chǎng)中有效的解決方法。

越來(lái)越多的認(rèn)可

UV LED固化正在迅速成為各種生產(chǎn)過(guò)程中公認(rèn)的用戶友好的技術(shù)，因?yàn)樗転楦鞣N生產(chǎn)工藝提供重要的優(yōu)點(diǎn)。從傳統(tǒng)固化技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閁V LED固化，能為生產(chǎn)商提供較低的運(yùn)營(yíng)成本和更高質(zhì)量的產(chǎn)品，同時(shí)賦予產(chǎn)品新的功能。

環(huán)境監(jiān)管也正在逐步推進(jìn)。汞燈目前被歐盟的RoHS法規(guī)（有害物質(zhì)限制法規(guī)）豁免。對(duì)于大規(guī)模和小規(guī)模的使用情況，該豁免將在2016年7月復(fù)審。正如LED燈正在替換白熾燈，這是由于LED燈的能源效率和無(wú)有害物質(zhì)，隨著UV LED燈的快速增長(zhǎng)，類似的限制可能會(huì)推向汞燈。