Tecnologia Semiconductor Light Matrix ™

Tecnologia brevettata per prestazioni superiori

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Tecnologia Semiconductor Light Matrix ™

Tecnologia brevettata per prestazioni superiori

Dal 2002, Phoseon Technology ha aperto la strada all'uso di LED per applicazioni di polimerizzazione UV con un focus 100% sulla tecnologia di polimerizzazione UV LED. La tecnologia brevettata Phoseon Semiconductor Light Matrix (SLM) ™ incapsula LED, array, ottiche e raffreddamento per massimizzare le prestazioni di polimerizzazione dei LED UV. Ciascuno di questi quattro componenti è rigorosamente ingegnerizzato in un sistema che fornisce la massima energia UV e prestazioni superiori, aumentando al contempo la robustezza a lungo termine per applicazioni esigenti.


Diodi a emissione luminosa (LED)

LED

I diodi luminosi (LED) sono dispositivi a stato solido che producono luce quando una corrente elettrica scorre dal lato positivo (anodo) del circuito al lato negativo (catodo). Phoseon costruisce motori luminosi completi da singoli diodi rispetto all'utilizzo di LED preconfezionati. Ciò consente a Phoseon di abbinare le caratteristiche dei singoli LED con altri componenti per massimizzare l'energia UV totale.

Come elemento di base, questa è la prima scelta che un fornitore di lampade UV LED deve fare. È una scelta fondamentale che influisce sul resto dell'architettura e del design dei sistemi. In poche parole, un LED è un dispositivo a stato solido che produce luce quando una corrente elettrica può fluire dal lato positivo (anodo) del circuito al lato negativo (catodo).

Non tutti i LED sono costruiti allo stesso modo né presentano le stesse caratteristiche. I fornitori di lampade UV LED devono fare scelte critiche per quanto riguarda la qualità, il tipo, il materiale e la forma dei LED per i loro sistemi. Le caratteristiche chiave dei LED considerate da ciascun fornitore di lampade UV LED includono la lunghezza d'onda e l'uscita UV.

Lunghezza d'onda: la lunghezza d'onda emessa da un LED viene controllata utilizzando quantità diverse di droganti come alluminio, gallio o derivati di indio durante la produzione del LED. La regola generale è che minore è la lunghezza d'onda, minore è l'uscita UV di picco disponibile dallo stampo.

Il fornitore di LED UV deve valutare i compromessi tra la lunghezza d'onda e l'energia totale associata con il tasso di guarigione. La chimica gioca un ruolo significativo in questa discussione. Alcune applicazioni, a causa della loro chimica specifica, richiedono una data lunghezza d'onda. Tuttavia, per molte applicazioni un piccolo spostamento nella lunghezza d'onda di picco non avrà alcun impatto poiché l'assorbimento degli UV da parte del fotoiniziatore che dà il via alla reazione ha un ampio intervallo di assorbimento.

L'uscita di un singolo LED UV viene misurata in milliwatt (mW) a una tensione e corrente di ingresso nominali. L'output LED UV ha mostrato un notevole miglioramento negli ultimi anni, dove le specifiche per i LED di vari fornitori sono migliorate in modo significativo. Questo miglioramento mostra che i fornitori di LED hanno e continueranno a migliorare l'output dei LED UV, il che fornisce solo una base migliore per le lampade di polimerizzazione UV LED che li utilizzano.


Arrays

Array di LED

Gli array sono un raggruppamento o raggruppamento di singoli LED. Il numero, il tipo e la dimensione dei LED; la forma della matrice; e il metodo di collegamento elettrico dei LED influisce tutti sull'array. L'architettura degli array di Phoseon è mirata sia al prodotto, raffreddato ad aria o ad acqua, sia all'applicazione di destinazione per assicurare prestazioni e affidabilità ottimali per il produttore del sistema.

Gli array sono la seconda area in cui i fornitori possono iniziare a differenziare la propria offerta di prodotti. Il modo in cui i LED sono combinati, il numero e il tipo di LED scelti, la forma dell'array, il metodo di collegamento elettrico dei LED e persino le dimensioni dei LED hanno tutti un impatto significativo sulle prestazioni del sistema. Se costruito correttamente, può essere un array di LED UV ad alta potenza.

La maggior parte delle applicazioni richiede sistemi di polimerizzazione a LED UV costituiti da più di un LED o array di LED per ottenere non solo la produttività desiderata, ma anche per soddisfare le richieste di applicazioni di polimerizzazione in cui i supporti possono essere larghi 1-2 m. Pertanto, una domanda chiave è se la matrice di LED può essere ridimensionata in modo uniforme. Le lampade di polimerizzazione UV LED possono avere un array scalabile continuo che fornisce una migliore uniformità o un pacchetto array discreto che può essere ridimensionato, ma non fornisce la stessa uniformità di output.

Alcuni produttori di LED vendono i loro LED preconfezionati solo in array o gruppi che ritengono massimizzino l'uscita UV. I fornitori di sistemi di lampade UV LED che acquistano array preconfezionati hanno in genere fatto un compromesso tra un time-to-market più rapido e lampade meno differenziate rispetto a un time-to-market leggermente più lungo e la massimizzazione della potenza UV. Questa è un'area in cui i fornitori di lampade UV LED possono differenziarsi in base all'architettura e alla capacità ingegneristica dei fornitori, in cui due fornitori possono prendere lo stesso lotto di LED e ottenere prestazioni molto diverse nel prodotto finale.


Ottica

OtticaLuce

Dopo aver scelto i singoli diodi e aver implementato gli array specifici dell'applicazione, Phoseon stratifica le tecnologie ottiche per dirigere l'energia verso il substrato o il materiale da polimerizzare. Questo uso dell'ottica ha tre vantaggi: 1) massimizza la quantità di energia UV applicata al materiale e 2) abbassa il calore generato dall'array e 3) fornisce energia focalizzata specifica dell'applicazione.

L'ottica UV LED è uno dei più importanti differenziatori nelle lampade. La scienza del miglioramento ottico dei LED per massimizzare la loro emissione UV è la chiave per la capacità finale della lampada. In base all'applicazione finale, l'ingegnere ottico deve decidere quale forma, forma e materiale utilizza al meglio le caratteristiche uniche del LED. Successivamente devono bilanciare il fatto che i LED sono un tipo di luce "inondazione", a differenza di una lampada al mercurio focalizzata in cui la luce viene catturata da un riflettore e diretta verso un punto specifico, la lunghezza focale.

L'ingegnere ottico è sfidato a utilizzare metodi per garantire la massima quantità di luce "fuoriesce" all'irraggiamento desiderato attraverso la finestra / vetro verso il materiale. I fornitori di lampade a LED hanno utilizzato vari metodi riservati per massimizzare la luce UV LED.

Sebbene un utente finale o un OEM non dovrebbe necessariamente preoccuparsi di come vengono fornite le ottiche nella lampada UV LED, dovrebbero capire se il fornitore ha la capacità di migliorare il proprio design per le proprie esigenze applicative specifiche.


Raffreddamento

I LED UV dureranno oltre le 20.000 ore se mantengono temperature di funzionamento adeguate. Poiché i LED emettono più energia, generano anche più calore, che deve essere gestito. Phoseon utilizza tecniche di gestione termica brevettate che rimuovono il calore in eccesso dal sistema fornendo una temperatura di esercizio costante affinché i diodi funzionino al massimo delle prestazioni durante la loro vita operativa.

Il raffreddamento a LED è molto importante per le sorgenti di luce UV. Come ogni lettore sa dopo aver utilizzato un PC notebook sulle ginocchia per un certo periodo di tempo, il sottoprodotto dei dispositivi a stato solido è il calore. I LED UV trasferiscono alla luce circa 15-25% dell'energia elettrica ricevuta. Il restante 75-85% viene trasferito come calore; quindi, la necessità di raffreddare gli array di LED.

Attualmente, gli array di LED UV vengono raffreddati con aria o liquido. È importante notare che poiché i LED emettono una potenza di uscita maggiore, più calore viene generato. Pertanto, nella corsa alla realizzazione di prodotti con irraggiamento sempre più elevato, la capacità dei fornitori di controllare e rimuovere il calore è diventata più cruciale per costruire sistemi affidabili. Man mano che la qualità dei LED migliora e l'irraggiamento aumenta, aumenta anche la necessità di rimuovere il calore. OEM e utenti finali non vogliono spendere di più per il raffreddamento LED delle sorgenti luminose.