Technologie innovante

Vue d'ensemble

Depuis 2002, Phoseon Technology est le pionnier de l'utilisation des LED pour les applications de séchage UV, avec une concentration 100% sur la technologie de séchage LED UV. La technologie brevetée Semiconductor Light Matrix (SLM)™ de Phoseon encapsule les LED, les matrices, l'optique et le refroidissement pour maximiser les performances de séchage des LED UV. Chacun de ces quatre composants est strictement conçu dans un système qui fournit une énergie UV maximale et des performances supérieures tout en augmentant la robustesse à long terme pour les applications exigeantes.

Les bases des LED UV : Une brève introduction aux systèmes LED UV
Diode électroluminescente (DEL)

Diodes électroluminescentes (DEL)

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs à l'état solide qui produisent de la lumière lorsqu'un courant électrique passe du côté positif (anode) du circuit au côté négatif (cathode). Phoseon construit des moteurs lumineux complets à partir de diodes individuelles plutôt que d'utiliser des LED préemballées. Cela permet à Phoseon de faire correspondre les caractéristiques des LED individuelles avec d'autres composants pour maximiser l'énergie UV totale.

En tant qu'élément de base, c'est le premier choix qu'un fournisseur de lampes LED UV doit faire. Il s'agit d'un choix critique qui a un impact sur le reste de l'architecture et de la conception du système. En termes simples, une LED est un dispositif à l'état solide qui produit de la lumière lorsqu'on laisse passer un courant électrique du côté positif (anode) du circuit au côté négatif (cathode).

Toutes les LED ne sont pas construites de la même manière et ne présentent pas les mêmes caractéristiques. Les fournisseurs de lampes LED UV doivent faire des choix critiques quant à la qualité, au type, au matériau et à la forme des LED pour leurs systèmes. Les principales caractéristiques des LED prises en compte par chaque fournisseur de lampes UV à LED sont la longueur d'onde et la puissance UV.

La longueur d'onde : La longueur d'onde émise par une LED est contrôlée en utilisant différentes quantités de dopants tels que des dérivés d'aluminium, de gallium ou d'indium pendant la fabrication de la LED. La règle générale est que plus la longueur d'onde est courte, plus le pic de sortie UV de la puce est faible.

Le fournisseur de LED UV doit évaluer les compromis entre la longueur d'onde et l'énergie totale associée à la vitesse de polymérisation. La chimie joue un rôle important dans cette discussion. Certaines applications, en raison de leur chimie spécifique, exigent une longueur d'onde donnée. Cependant, pour de nombreuses applications, un léger décalage de la longueur d'onde maximale n'aura aucun impact, car l'absorption des UV par le photoinitiateur qui déclenche la réaction a une large plage d'absorption.

La sortie d'une seule LED UV est mesurée en milliwatts (mW) à une tension et un courant d'entrée nominaux. Le rendement des LED UV s'est considérablement amélioré au cours des dernières années, les spécifications des LED de divers fournisseurs s'étant considérablement améliorées. Cette amélioration montre que les vendeurs de LED ont et continueront à améliorer la sortie des LED UV, ce qui ne fait que fournir une meilleure base pour les lampes de séchage à LED UV qui les utilisent.

Matrice de LED

Tableaux

Les matrices sont un groupement ou un regroupement de DEL individuelles. Le nombre, le type et la taille des LED, la forme de la matrice et la méthode de connexion électrique des LED ont tous un impact sur la matrice. L'architecture des matrices de Phoseon est ciblée à la fois pour le produit, qu'il soit refroidi par air ou par eau, et pour l'application visée, afin d'assurer des performances et une fiabilité optimales pour le fabricant du système.

Les réseaux sont le deuxième domaine dans lequel les fournisseurs peuvent commencer à différencier leurs offres de produits. La façon dont les LED sont combinées, le nombre et le type de LED choisis, la forme de la matrice, la méthode de connexion électrique des LED et même la taille des LED ont tous un impact significatif sur les performances du système. S'il est construit correctement, il peut s'agir d'un réseau de LED UV de haute puissance.

La plupart des applications nécessitent des systèmes de séchage à LED UV composés de plusieurs LED ou d'un réseau de LED afin d'atteindre non seulement le débit souhaité mais aussi de répondre aux exigences des applications de séchage où le support peut avoir une largeur de 1 à 2 mètres. Par conséquent, une question clé est de savoir si le réseau de LED peut être mis à l'échelle de manière uniforme. Les lampes de séchage à LED UV peuvent être équipées d'une matrice continue extensible qui assure une meilleure uniformité ou d'une matrice discrète qui peut être mise à l'échelle, mais qui n'offre pas la même uniformité de sortie.

Certains fabricants de DEL ne vendent leurs DEL que préemballées dans des réseaux ou des assemblages qui, selon eux, maximisent la puissance UV. Les fournisseurs de systèmes de lampes à DEL UV qui achètent des matrices préemballées ont généralement fait un compromis entre un délai de mise sur le marché plus rapide et des lampes moins différenciées et un délai de mise sur le marché légèrement plus long et une puissance UV maximale. Il s'agit d'un domaine dans lequel les fournisseurs de lampes LED UV peuvent se différencier en fonction de leur architecture et de leur capacité d'ingénierie, deux fournisseurs pouvant prendre le même lot de LED et obtenir des performances très différentes dans le produit final.

OptiqueLumière

Optique

Après avoir choisi les diodes individuelles et mis en place des réseaux spécifiques à l'application, Phoseon superpose ensuite des technologies optiques pour diriger l'énergie vers le substrat ou le matériau à polymériser. Cette utilisation de l'optique présente trois avantages : 1) elle maximise la quantité d'énergie UV appliquée au matériau, 2) elle réduit la chaleur générée par le réseau et 3) elle permet de concentrer l'énergie sur une application spécifique.

L'optique des LED UV est l'un des facteurs de différenciation les plus importants des lampes. La science de l'amélioration optique des LED pour maximiser leur sortie UV est la clé de la capacité finale de la lampe. En fonction de l'application finale, l'ingénieur optique doit décider de la forme, de l'aspect et du matériau qui permettent d'utiliser au mieux les caractéristiques uniques de la LED. Ensuite, il doit tenir compte du fait que les LED sont un type de lumière "à flux", contrairement à une lampe à mercure focalisée où la lumière est capturée par un réflecteur et dirigée vers un point spécifique, la distance focale.

L'ingénieur optique est mis au défi d'utiliser des méthodes pour garantir que la quantité maximale de lumière " s'échappe " à l'irradiation souhaitée à travers la fenêtre/le verre vers le matériau. Les fournisseurs de lampes à LED ont utilisé diverses méthodes confidentielles pour maximiser la lumière des LED UV.

Bien qu'un utilisateur final ou un OEM ne doive pas nécessairement se préoccuper de la manière dont l'optique est fournie dans la lampe LED UV, il doit comprendre si le fournisseur a la capacité d'améliorer sa conception pour les besoins de son application spécifique.

refroidissement thermique des LED

Refroidissement

Les LED UV dureront plus de 20 000 heures si elles maintiennent des températures de fonctionnement correctes. Comme les LED émettent plus d'énergie, elles génèrent aussi plus de chaleur, qui doit être gérée. Phoseon utilise des techniques de gestion thermique brevetées qui éliminent l'excès de chaleur du système tout en assurant une température de fonctionnement constante pour que les diodes fonctionnent au maximum de leurs performances pendant toute leur durée de vie.

Le refroidissement des LED est très important pour les sources de lumière UV. Comme tout lecteur le sait après avoir utilisé un PC portable sur ses genoux pendant un certain temps, le sous-produit des dispositifs à semi-conducteurs est la chaleur. Les LED UV transfèrent environ 15-25% de l'énergie électrique reçue en lumière. Les 75 à 85% restants sont transférés sous forme de chaleur, d'où la nécessité de refroidir les réseaux de LED.

Actuellement, les matrices de LED UV sont refroidies par air ou par liquide. Il est important de noter que plus les LED émettent une puissance de sortie élevée, plus la chaleur est générée. Ainsi, dans la course à la construction de produits à irradiance toujours plus élevée, la capacité des fournisseurs à contrôler et à éliminer la chaleur est devenue plus cruciale pour construire des systèmes fiables. Plus la qualité des LED s'améliore et plus l'irradiation augmente, plus il est nécessaire d'éliminer la chaleur. Les OEM et les utilisateurs finaux ne veulent pas dépenser davantage pour le refroidissement des sources lumineuses par LED.