半導體Light Matrix™技術

獲得卓越性能的專利技術

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半導體Light Matrix™技術

獲得卓越性能的專利技術

自2002年以來,Phoseon Technology率先將LED用於紫外線固化應用,其100%專注於紫外線LED固化技術。擁有Phoseon專利的半導體光矩陣(SLM)™技術封裝了LED,陣列,光學元件和冷卻裝置,以最大化UV LED的固化性能。這四個組件中的每一個都嚴格地設計到一個系統中,該系統可提供最大的UV能量和卓越的性能,同時還可以提高苛刻應用的長期耐用性。


發光二極管(LED)

發光二極管

發光二極管(LED)是固態設備,當電流從電路的正極(陽極)流向負極(陰極)時會發光。與使用預包裝的LED相比,Phoseon用單獨的二極管構建了完整的光引擎。這使得Phoseon可以將各個LED的特性與其他組件進行匹配,以使總UV能量最大化。

作為基礎構建塊,這是UV LED燈供應商必須選擇的第一選擇。這是影響其餘系統架構和設計的關鍵選擇。簡而言之,LED是一種固態設備,當允許電流從電路的正(陽極)側流向負(陰極)側時,它會發光。

並非所有的LED都具有相同的構造,也不具有相同的特性。 UV LED燈供應商在其係統的LED的質量,類型,材料和形狀方面有關鍵的選擇。每個紫外線LED燈供應商考慮的主要LED特性包括波長和紫外線輸出。

波長:在LED的製造過程中,使用不同數量的摻雜劑(例如鋁,鎵或銦衍生物)控制從LED發出的波長。一般的經驗法則是,波長越短,可從芯片獲得的峰值UV輸出越低。

UV LED供應商必須權衡波長與相關總能量與固化率之間的權衡。化學在該討論中起著重要作用。由於其特定的化學性質,某些應用需要給定波長。但是,在許多應用中,峰波長的微小變化不會產生影響,因為啟動反應的光引髮劑對紫外線的吸收具有較寬的吸收範圍。

單個UV LED的輸出在標稱輸入電壓和電流下以毫瓦(mW)進行測量。近年來,UV LED的輸出已顯示出可觀的進步,來自各個供應商的LED的規格已得到顯著改善。這項改進表明LED供應商已經並將繼續提高UV LED的產量,這只會為使用它們的UV LED固化燈提供更好的基礎。


數組

LED陣列

陣列是單個LED的分組或群集。 LED的數量,類型和大小;陣列的形狀;電連接LED的方法都會影響陣列。 Phoseon的陣列架構既針對產品(無論是風冷還是水冷),也針對目標應用,以確保為系統製造商提供最佳性能和可靠性。

陣列是供應商可以開始區別其產品的第二個領域。 LED的組合方式,選擇的LED數量和類型,陣列的形狀,LED的電連接方法,甚至LED的尺寸都對系統的性能產生重大影響。如果構建正確,則可以是大功率UV LED陣列。

大多數應用都需要由多個LED或LED陣列組成的UV LED固化系統,以不僅達到所需的產量,而且滿足介質寬度為1-2m的固化應用的需求。因此,關鍵的問題是LED陣列是否可以均勻縮放。 UV LED固化燈可以具有可擴展的連續可擴展陣列,以提供更好的均勻性,也可以具有可縮放的離散陣列封裝,但不能提供相同的輸出均勻性。

一些LED製造商只出售預包裝成陣列或組件的LED,他們認為它們可以最大化UV輸出。購買預包裝陣列的UV LED燈系統供應商通常會在更快的上市時間和差異化的燈之間進行權衡,而在較短的上市時間和最大化UV功率之間進行權衡。在這個領域中,UV LED燈供應商可以根據供應商的體系結構和工程能力來使自己與眾不同,其中兩個供應商可以採用同一批LED並在最終產品中實現非常不同的性能。


光學

光學燈

在選擇了單個二極管並實現了特定應用的陣列之後,Phoseon然後將光學技術分層以將能量導向要固化的基板或材料。光學元件的這種使用具有三個好處:1)最大化施加到材料上的紫外線能量,2)降低陣列產生的熱量,3)提供特定於應用的聚焦能量。

UV LED光學器件是燈中最重要的差異化因素之一。光學改進LED以最大程度提高其紫外線輸出的科學是燈最終功能的關鍵。根據最終應用,光學工程師必須決定哪種形狀,形式和材料最好地利用LED的獨特特性。接下來,他們必須權衡以下事實,即LED是“泛光”類型的光,這與聚焦汞燈不同,在聚焦汞燈中,光被反射鏡捕獲並指向特定的焦距點。

光學工程師面臨的挑戰是使用方法來確保通過窗戶/玻璃朝向材料的所需輻照度下的最大量的光“逸出”。 LED燈供應商已使用各種保密方法來最大化UV LED燈。

儘管最終用戶或OEM不必一定關注UV LED燈中的光學器件的提供方式,但他們應了解供應商是否有能力根據其特定的應用需求改進其設計。


冷卻

如果UV LED保持適當的工作溫度,它們將持續20,000小時以上。隨著LED發出更多的能量,它們還會產生更多的熱量,需要對其進行管理。 Phoseon使用獲得專利的熱管理技術,可從系統中去除多餘的熱量,同時為二極管提供一致的工作溫度,以在其工作壽命內發揮最大性能。

LED冷卻對於UV光源非常重要。如任何讀者所知,在膝上使用筆記本電腦一段時間後,固態設備的副產品就是熱量。 UV LED將接收到的電能的約15-25%轉換為光。其餘的75-85%以熱量的形式傳遞;因此,需要冷卻LED陣列。

當前,UV LED陣列通過空氣或液體進行冷卻。重要的是要注意,隨著LED發射更高的輸出功率,會產生更多的熱量。因此,在製造越來越高的輻照度產品的競賽中,供應商控制和排熱的能力對於構建可靠的系統變得越來越重要。隨著LED質量的提高和輻照度的增加,消除熱量的需求也隨之增加。 OEM和最終用戶不想在光源的LED冷卻上花費更多。