Technologie Semiconductor Light Matrix ™

Technologie brevetée pour des performances supérieures

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Technologie Semiconductor Light Matrix ™

Technologie brevetée pour des performances supérieures

Depuis 2002, Phoseon Technology a été le pionnier de l'utilisation des LED pour les applications de séchage UV avec un accent 100% sur la technologie de séchage UV LED. La technologie brevetée Semiconductor Light Matrix (SLM) ™ de Phoseon encapsule les LED, les matrices, les optiques et le refroidissement pour maximiser les performances de durcissement 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.


Diodes électroluminescentes (LED)

LED

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs à semi-conducteurs qui produisent de la lumière lorsqu'un courant électrique circule du côté positif (anode) du circuit vers le côté négatif (cathode). Phoseon construit des moteurs d'éclairage complets à partir de diodes individuelles plutôt qu'en utilisant des LED pré-emballées. Cela permet à Phoseon de faire correspondre les caractéristiques individuelles des LED avec d'autres composants pour maximiser l'énergie UV totale.

En tant que bloc de construction de base, c'est le premier choix qu'un fournisseur de lampes UV LED doit faire. C'est un choix critique qui a un impact sur le reste de l'architecture et de la conception des systèmes. En termes simples, une LED est un dispositif à semi-conducteurs qui produit de la lumière lorsqu'un courant électrique est autorisé à circuler du côté positif (anode) du circuit vers le 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 UV LED ont des choix critiques à faire quant à la qualité, le type, le matériau et la forme des LED pour leurs systèmes. Les principales caractéristiques des LED prises en compte par chaque fournisseur de lampes UV LED incluent la longueur d'onde et la sortie UV.

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 lors de la fabrication de la LED. La règle générale est que plus la longueur d'onde est courte, plus le pic de sortie UV disponible de la matrice est faible.

Le fournisseur de LED UV doit peser les compromis entre la longueur d'onde et l'énergie totale associée avec le taux de durcissement. La chimie joue un rôle important dans cette discussion. Certaines applications, en raison de leur chimie spécifique, nécessitent une longueur d'onde donnée. Cependant, pour de nombreuses applications, un petit décalage de la longueur d'onde de crête 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. La sortie LED UV a montré une amélioration considérable ces dernières années où les spécifications des LED de divers fournisseurs se sont considérablement améliorées. Cette amélioration montre que les fournisseurs de LED ont amélioré et continueront d'améliorer le rendement des LED UV, ce qui ne fournit qu'une meilleure base pour les lampes à polymériser UV LED qui les utilisent.


Tableaux

Réseau de LED

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

Les baies sont le deuxième domaine dans lequel les fournisseurs peuvent commencer à différencier leurs offres de produits. La manière dont les LED sont combinées, le nombre et le type de LED choisies, la forme du réseau, 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 haute puissance.

La plupart des applications nécessitent des systèmes de polymérisation UV LED qui se composent de plus d'une LED ou d'un réseau de LED afin d'atteindre non seulement le débit souhaité, mais aussi pour répondre aux demandes d'applications de polymérisation où le support peut mesurer 1 à 2 m de large. Par conséquent, une question clé est de savoir si la matrice de LED peut être mise à l'échelle uniformément. Les lampes à polymériser UV LED peuvent avoir un réseau évolutif continu qui offre une meilleure uniformité ou un boîtier de réseau discret qui peut être mis à l'échelle, mais ne fournit pas la même uniformité de sortie.

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


Optique

OptiqueLumière

Après avoir choisi des diodes individuelles et mis en œuvre des réseaux spécifiques à l'application, Phoseon couche 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 et 2) elle réduit la chaleur générée par le réseau, et 3) elle fournit une énergie focalisée spécifique à l'application.

L'optique UV LED est l'un des différenciateurs 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 quelle forme, quelle forme et quel matériau utilise le mieux les caractéristiques uniques de la LED. Ensuite, ils doivent équilibrer le fait que les LED sont un type de lumière `` inondable '', contrairement à une lampe au 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'irradiance souhaitée à travers la fenêtre / le verre vers le matériau. Les fournisseurs de lampes LED ont utilisé diverses méthodes confidentielles pour maximiser la lumière UV LED.

Alors qu'un utilisateur final ou un OEM ne devrait pas nécessairement se préoccuper de la façon dont les optiques sont fournies dans la lampe UV LED, il doit comprendre si le fournisseur a la capacité d'améliorer sa conception pour ses besoins d'application spécifiques.


Refroidissement

Les LED UV dureront plus de 20 000 heures si elles maintiennent des températures de fonctionnement appropriées. Comme les LED émettent plus d'énergie, elles génèrent également 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 fournissant une température de fonctionnement constante pour que les diodes fonctionnent à des performances maximales pendant 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 ordinateur 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 75-85% restants sont transférés sous forme de chaleur; ainsi, la nécessité de refroidir les matrices LED.

Actuellement, les réseaux de LED UV sont refroidis à l'air ou au liquide. Il est important de noter que comme les LED émettent une puissance de sortie plus élevée, plus la chaleur est générée. Ainsi, dans la course à la construction de produits d'irradiance toujours plus élevés, la capacité des fournisseurs à contrôler et à évacuer la chaleur est devenue plus cruciale pour construire des systèmes fiables. À mesure que la qualité des LED s'améliore et que l'irradiance augmente, la nécessité d'éliminer la chaleur augmente également. Les OEM et les utilisateurs finaux ne veulent pas dépenser plus pour le refroidissement des LED des sources lumineuses.