Qabel ma nidħlu fit-teknoloġija UV-LED, l-ewwel irridu niċċaraw diversi kunċetti ewlenin biex niżguraw li qed niddiskutu l-istess suġġett. Dan se jipprevjeni interpretazzjonijiet ħżiena u komunikazzjoni ta' għanijiet differenti. Hawnhekk,UVjirreferi għal materjali UV-fejqan bħal kisjiet UV, linka UV, u adeżivi UV;LEDspeċifikament tindika sorsi tad-dawl LED ultravjola; uUV-LED hija definita bħala"it-tqaddid ta 'materjali UV bl-użu ta' sorsi tad-dawl LED ultravjola bħala s-sors ta 'irradjazzjoni".
Kif nafu lkoll, is-sors tad-dawl tat-tqaddid konvenzjonali għall-kisi UV huwa l-lampa tal-merkurju bi pressjoni medja-u{1}}għola. F'dawn l-aħħar snin, immexxija minn politiki ta 'konservazzjoni tal-enerġija u protezzjoni ambjentali, flimkien mal-avvanz rapidu tat-teknoloġija UVLED (LED ultravjola) li stabbiliet is-sisien għal applikazzjonijiet fuq skala industrijali -, is-suq rat żieda qawwija fl-adozzjoni tal-UV-LED. It-teknoloġiji emerġenti dejjem jiġbdu attenzjoni u entużjażmu mifruxa. Madankollu, bħala prattikanti tal-industrija, għarfien ċar tal-UV-LED huwa imperattiv. Hawnhekk, nixtiequ naqsmu l-esperjenza tar-riċerka tagħna fil-qasam tal-UV-LED matul dawn l-aħħar sentejn.
Il-bidla fis-sorsi tad-dawl (id-differenzi bejn l-LEDs u l-bozoz tal-merkurju se jiġu elaborati aktar tard) wasslet għal trasformazzjoni fis-sistemi ta 'formulazzjoni tal-kisi UV kif ukoll rivoluzzjoni fil-proċessi kollha tal-kisi u t-tqaddid. Għas-sistema UV-LED, aħna nidentifikaw ħames direzzjonijiet ewlenin ta' riċerka li jkopru kemm id-dimensjonijiet tekniċi kif ukoll dawk tas-suq.
Riċerka dwar UV-LED Photocuring
Kif definit qabel, l-UV-LED photocuring jiddependi fuqdawl ultravjola LEDsorsi biex tfejjaq materjali UV. Għalhekk, il-kisba ta 'fejqan effettiv huwa l-għan ewlieni tal-isforzi kollha ta' riċerka. Photocuring jeħtieġ żewġ komponenti indispensabbli: dawl (is-sors ta 'enerġija) u materjali UV (ir-riċettur). Bidla fis-sors tad-dawl inevitabbilment tfixkel l-ekwilibriju tas-sistema kollha, bil-qalba tinsab fl-R&D interdixxiplinari biex tallinja kisjiet UV ma 'sorsi tad-dawl LED.
Huwa rikonoxxut b'mod wiesa 'li wavelengths iqsar LED jikkorrispondu għal livelli ogħla ta' enerġija u spejjeż ogħla. Bil-maqlub, fotoinizjaturi li jeħtieġu enerġija ta 'eċitazzjoni aktar baxxa għandhom wavelengths itwal ta' assorbiment u jikkmandaw ukoll prezzijiet ogħla. Dan joħloq relazzjoni bħas-seesaw-bejn is-sorsi tad-dawl u l-inizjaturi. Għalhekk, l-espansjoni tal-konfini tal-prestazzjoni tat-tnejn u l-identifikazzjoni tal-bilanċ ottimali bejn is-sorsi tad-dawl LED u l-materjali UV saru l-fokus tal-inizjattivi ta 'R&D UV-LED.
Riċerka dwar is-Sistemi tas-Sors tad-Dawl LED
It-teknoloġija tal-lampa tal-merkurju hija matura ħafna f'termini ta 'żvilupp u applikazzjoni, u ilha titqies bħala s-sors tad-dawl standard. B'kuntrast, it-teknoloġija LED ultravjola għadha fil-bidu tagħha, li tiftaħar potenzjal enormi għal tkabbir futur. Barra minn hekk, il-katina tal-industrija tal-LED hija estensiva ħafna, li tinkludi tkabbir tal-kristall, dicing taċ-ċippa, ippakkjar taċ-ċippa, integrazzjoni tal-modulu tas-sors tad-dawl, kif ukoll kontroll tal-provvista tal-enerġija u disinn tas-sistema tad-dissipazzjoni tas-sħana. Kull stadju jeżerċita impatt kritiku fuq il-kwalità tal-prodott finali-is-sors tad-dawl UVLED. Għalhekk, il-fehim u l-espansjoni tal-konfini tal-prestazzjoni tal-LEDs huma essenzjali għall-avvanz tal-ekosistema UV-LED kollha.
Differenzi Bejn Sorsi tad-Dawl LED u Lampi tal-Merkurju (Vantaġġi, Żvantaġġi, u Kunċetti Żbaljati Komuni Dwar LEDs)
Biex tipprevali fil-kompetizzjoni tas-suq, għarfien sħiħ kemm tas-saħħiet tiegħu stess kif ukoll tad-dgħufijiet tal-kompetituri huwa essenzjali. Peress li aħna nimmiraw li nissostitwixxu l-bozoz tal-merkurju tradizzjonali b'UVLEDs, huwa kruċjali li l-ewwel tqabbel iż-żewġ teknoloġiji u tanalizza l-vantaġġi, l-iżvantaġġi u l-limitazzjonijiet rispettivi tagħhom.
Il-kisi UV tfejjaq minħabba li l-fotoinizjaturi fil-formulazzjonijiet tagħhom jassorbu dawl ultravjola ta 'wavelengths speċifiċi, li jiġġeneraw radikali ħielsa (jew katjoni/anjoni) li jibdew polimerizzazzjoni tal-monomeru. Biex nispjegaw dan il-prinċipju, l-ewwel se neżaminaw l-ispettri ta 'emissjoni ta' lampi tal-merkurju u LEDs ultravjola.
Din it-tabella hija paragun klassiku u li jidher b'mod komuni ta 'l-ispettri ta' emissjoni ta 'LEDs UV u lampi tal-merkurju. Kif jista 'jiġi osservat mid-dijagramma, l-ispettru ta' emissjoni ta 'lampa tal-merkurju huwa kontinwu, li jkopri mill-ultravjola għall-medda infra-aħmar. B'mod partikolari, l-intensità tad-dawl hija kkonċentrata fil-faxxa UVA tal-UVB għal -mewġa qasira. B'kuntrast, l-ispettru ta 'emissjoni ta' LED huwa relattivament dejjaq, biż-żewġ meded ta 'mewġ l-aktar komuni li fihom wavelengths tal-quċċata f'365 nm u 395 nm (inklużi 385 nm, 395 nm, u 405 nm).
Bħalissa, il-primarjaDawl UVbl-applikabilità industrijali taqa 'fi ħdan il-medda UVA, speċifikament is-sorsi tad-dawl LED b'tul ta' mewġ ta '365 nm u 395 nm kif illustrat fil-Figura 1. F'din il-medda ta' wavelength, il-biċċa l-kbira tal-fotoinizjaturi juru koeffiċjenti ta 'estinzjoni molari relattivament baxxi. Konsegwentement, is-sistemi UV-LED ġeneralment ibatu minn effiċjenza baxxa ta 'bidu u inibizzjoni severa tal-ossiġnu, li huma ta' detriment għall-ikkurar tal-wiċċ.
Nota: It-talba ta 'spiss magħmula minn ħafna manifatturi UVLED jew fornituri ta' kisi UV LED dwar "sandability eċċellenti ta 'kisjiet UV LED" hija, strettament, riżultat dirett ta' tqaddid tal-wiċċ inadegwat. L-isfida reali ma tinsabx fil-kisba ta' sandability tajba, iżda fil-possibbiltà ta' sandability kontrollabbli-li jintlaħaq bilanċ bejn ir-reżistenza għall-ilbies u l-faċilità ta' xkatlar. Barra minn hekk, xi manifatturi jirrikorru għal prattiki qarrieqa: l-installazzjoni ta 'lampa tal-merkurju wara l-array LED, fejn il-lampa tal-merkurju fil-fatt għandha r-rwol dominanti ta' tqaddid.
Cela dit, aħna ninnotaw ukoll li fil-meded ta 'mewġ ta' 365 nm u 395 nm, l-LEDs jagħtu intensità ta 'dawl ogħla b'mod sinifikanti minn lampi tal-merkurju, li jiffaċilita t-tqaddid-saff profond ta' materjali UV.
(Għal referenza, ħafna sistemi tradizzjonali ta' tqaddid UV jinkorporaw fanal tal-gallju (b'tul ta' mewġ ta' emissjoni dominanti ta' 415 nm) flimkien mal-lampi tal-merkurju, preċiżament biex itejbu l-effikaċja tal-fejqan ta'-saff fil-fond.)
Dan il-kunċett żbaljat tipikament jirriżulta mill-premessa li30% biss tad-dawl emess mill-lampi tal-merkurju huwa ultravjola (UV), filwaqt li l-UVLEDs jarmu 100% dawl UV. Madankollu, id-determinanti veri tal-konsum tal-enerġija fil--sistema huma l-effiċjenza tal-konverżjoni fotoelettrika u l-effiċjenza effettiva tad-dawl. Lampi tal-merkurju fil-fatt jiftaħar effiċjenza għolja ta 'konverżjoni fotoelettrika-in-nuqqas tagħhom jinsab fil-fatt li porzjon kbir tad-dawl emess jikkonsisti f'raġġi viżibbli u infra-aħmar, bid-dawl UV (l-uniku komponent utli għall-ikkurar ta' materjali UV) jammonta għal sempliċi 30%. B'kuntrast, UVLEDs għandhom effiċjenza ta 'konverżjoni fotoelettrika b'mod sinifikanti aktar baxxi, li bħalissa qed iduru madwar 30% għal wavelengths UVA (li hija bejn wieħed u ieħor ekwivalenti għall-effiċjenza tad-dawl UV tal-bozoz tal-merkurju).
Skont il-liġi tal-konservazzjoni tal-enerġija, is-70% li jifdal tal-enerġija elettrika tiġi kkonvertita fis-sħana. Dan jispjega żewġ differenzi ewlenin bejn iż-żewġ teknoloġiji:
L-LEDs jaqilgħu r-reputazzjoni tagħhom bħala "sorsi tad-dawl kiesaħ" minħabba li s-sħana ġġenerata tinħela minn wara tal-pannell tal-lampa, u tħalli l-wiċċ li jarmi d-dawl-frisk mal-mess. Bil-maqlub, il-bozoz tal-merkurju jirradja s-sħana 'l quddiem permezz tar-rifletturi u l-emissjonijiet infra-aħmar tagħhom.
Dan huwa preċiżament għaliex is-sorsi tad-dawl UVLED ġeneralment jeħtieġu sistemi ta 'tkessiħ tal-arja-, u UVLEDs ta'-qawwa għolja anke jobbligaw unitajiet ta 'tkessiħ tal-ilma-daqs biex jimmaniġġjaw 70% tal-qawwa elettrika tas-sors tad-dawl għad-dissipazzjoni tas-sħana tar-ras tal-lampa.
Il-vantaġġi ġenwini ta 'l-iffrankar ta' l-enerġija-LEDs ġejjin minn żewġ karatteristiċi uniċi: kapaċità instant on/off u irradjazzjoni ta 'preċiżjoni permezz ta' disinn ottiku, li jtejjeb l-effiċjenza effettiva tad-dawl. Madankollu, l-ingranaġġ ta' dawn il-benefiċċji jeħtieġ integrazzjoni ma' sistemi ta' skoperta infra-aħmar u ta' kontroll intelliġenti-teknoloġiji li l-biċċa l-kbira tal-manifatturi tat-tagħmir UV LED fis-suq bħalissa m'għandhomx il-kapaċità ta' R&D li jiżviluppaw.
Ġenerazzjoni tal-Ożonu: L-ispettru tal-emissjoni tagħhom jinkludi dawl-ultravjola ferm taħt il-200 nm, li jipproduċi ammonti sostanzjali ta' ożonu. (Din hija l-kawża ewlenija tar-riħa qawwija rrappurtata mill-ħaddiema tal-fabbrika li joperaw sistemi tal-bozoz tal-merkurju.)
Tniġġis tal-Merkurju mir-Rimi: Il-bozoz tal-merkurju għandhom ħajja qasira ta 'servizz ta' 800–1000 siegħa biss. Ir-rimi mhux xieraq tal-lampi eżawriti jwassal għal tniġġis sekondarju tal-merkurju, problema li għadha intrattabbli sal-lum.
Ir-rapporti jindikaw li l-enerġija meħtieġa kull sena biex jiġi ttrattat l-iskart tal-merkurju hija ekwivalenti għall-kapaċità ta’ ġenerazzjoni magħquda ta’ żewġ Digi Three Gorges. Agħar minn hekk, bħalissa m'hemm l-ebda teknoloġija vijabbli għall-eliminazzjoni sħiħa tal-merkurju mill-flussi tal-iskart.
L-LEDs UV huma kompletament ħielsa minn dawn il-kwistjonijiet. Peress li l-Konvenzjoni ta' Minamata dwar il-Merkurju daħlet fis-seħħ formalment fiċ-Ċina fis-16 ta' Awwissu 2017, it-tneħħija gradwali tal-bozoz tal-merkurju tpoġġiet fuq l-aġenda uffiċjali. Filwaqt li l-Konvenzjoni tinkludi eżenzjoni għal bozoz fluworexxenti tal-merkurju industrijali fejn ma jeżistux alternattivi, tistipula wkoll li l-partijiet firmatarji jistgħu jipproponu li jiżdiedu tali prodotti mal-lista ristretta ladarba jsiru disponibbli sostituti vijabbli. Għalhekk, il-kalendarju għall-fażi sħiħa-tal-bozoz tal-merkurju f'applikazzjonijiet ta 'tqaddid UV tiddependi kompletament fuq l-avvanz teknoloġiku u l-industrijalizzazzjoni ta' soluzzjonijiet UV LED.
Jappoġġja l-ikkurar ta 'preċiżjoni lokalizzat għal applikazzjonijiet bħall-istampar 3D.
Billi tgħaqqad LEDs ma 'fotoinizjaturi differenti, tippermetti kontroll preċiż fuq gradi u fond ta' tqaddid.
Il-ConfigurationLEDs tas-Sors tad-Dawl Personalizzabbli għandhom disinn ta 'xoffa ta' lampa modulari, li tippermetti aġġustament flessibbli ta 'tul, wisa' u angolu ta 'irradjazzjoni. Din il-versatilità tippermetti l-ħolqien ta 'sorsi tad-dawl tal-punt, sorsi tad-dawl tal-linja, u sorsi tad-dawl taż-żona, imfassla biex jissodisfaw ir-rekwiżiti speċifiċi ta' proċessi ta 'tqaddid differenti.
Rekwiżiti tal-Parametru tas-Sors tad-Dawl għall-Preservazzjoni tal-Materjal UV
Tul tal-mewġ:365 nm, 395 nm
Irradjanza (Intensità tad-Dawl, Densità tal-Qawwa Ottika): mW/cm²
Doża ta' Enerġija Totali: mJ/cm²
Il-proċess ta 'photocuring ma jistax jipproċedi mingħajr it-tliet parametri ewlenin imsemmija hawn fuq: wavelength, intensità tad-dawl, u doża totali ta' enerġija. Wavelength jiddetermina jekk fotoinizjaturi jistgħux jiġu attivati; l-intensità tad-dawl tiddetta l-effiċjenza tal-bidu tal-UV u taffettwa direttament il-kura tal-wiċċ (reżistenza għall-inibizzjoni tal-ossiġnu) u l-prestazzjoni tal-ikkurar fil-fond; filwaqt li d-doża totali tal-enerġija tiżgura tqaddid bir-reqqa tal-materjal.
Meta mqabbel mal-lampi tal-merkurju, l-aktar vantaġġ prominenti tal-LEDs jinsab fil-proprjetajiet formulabbli u tunable tagħhom. Fi ħdan il-limiti tal-prestazzjoni tal-LED innifsu, il-parametri tiegħu jistgħu jiġu ottimizzati sa l-akbar punt biex jissodisfaw rekwiżiti speċifiċi ta 'tqaddid. Fl-esperimenti tal-fotokura tal-UV-LED, l-għan ewlieni huwa li jespandu kontinwament il-konfini tal-prestazzjoni kemm tas-sors tad-dawl kif ukoll tal-materjali UV, u jidentifika l-aħjar bilanċ bejniethom. Speċifikament għall-LEDs, dan ifisser li jiġu ddeterminati l-parametri tas-sors tad-dawl LED ideali bbażati fuq il-formulazzjoni tal-kisi biex jinkisbu riżultati ottimali ta 'tqaddid.
Prinċipju ta 'luminexxenza LED u Status ta' Żvilupp Kurrenti ta 'Ċipep UVLED
Ibbażat fuq il-prinċipju tat-tranżizzjoni tal-elettroni (dettalji mħalla barra; qarrejja interessati jistgħu jirreferu għar-riżorsi onlajn għal aktar informazzjoni), meta l-elettroni f'atomu jirritornaw minn stat eċċitati għal stat fundamentali, jirrilaxxaw enerġija fil-forma ta 'radjazzjoni f'tul ta' mewġ differenti (jiġifieri, jarmu mewġ elettromanjetiku ta 'tul ta' mewġ li jvarja).
Għalhekk, hemm żewġ approċċi primarji għall-manifattura ta' sorsi tad-dawl li jarmu UV-:
L-ewwel approċċ huwa li jiġi identifikat atomu li d-differenza ta 'enerġija elettronika tiegħu bejn l-istat eċċitati u l-istat ta' l-art taqa 'eżattament fl-ispettru ultravjola. Lampi tradizzjonali tal-merkurju huma s-sorsi tad-dawl UV l-aktar użati bbażati fuq dan il-prinċipju.
It-tieni approċċ jisfrutta l-prinċipju tal-luminexxenza tas-semikondutturi (dettalji mħalla barra; qarrejja interessati jistgħu jirreferu għar-riżorsi onlajn għal aktar informazzjoni). Fil-qosor, meta vultaġġ 'il quddiem jiġi applikat għal semikonduttur li jarmi dawl-, toqob injettati mir-reġjun P- għar-reġjun N- u elettroni injettati mir-reġjun N{- għar-reġjun P{- jerġgħu jikkombinaw b'elettroni fir-reġjun N{- u toqob fil-P- reġjun rispettivament fi ħdan il-mikrometru {7} PN{7}} jiġġeneraw radjazzjoni fluworexxenti spontanja.
Kif inhu magħruf ħafna, id-distakk tal-medda tal-materjali semikondutturi tal-grupp III-V li jvarjaw minn nitrur tal-aluminju għal nitrur tal-gallju jew nitrur tal-gallju tal-indju (InGaN) jaqa 'b'mod preċiż fl-ispettru minn dawl blu għal dawl ultravjola. Billi naġġustaw il-proporzjon tal-materjal tan-nitrur tal-gallju tal-aluminju tal-indju, nistgħu nipproduċu sorsi ta 'dawl ultravjola u viżibbli fuq firxa wiesgħa ta' wavelengths.
Filwaqt li teoretikament, dawl ta 'kwalunkwe wavelength jista' jiġi prodott billi tiġi aġġustata l-kompożizzjoni ta 'materjali luminixxenti, il-firxa ta' ċipep UVLED disponibbli għall-produzzjoni kummerċjali tibqa 'pjuttost limitata minħabba diversi restrizzjonijiet. Ċipep ta'-qawwa għolja adattati għal applikazzjonijiet industrijali huma bażikament ikkonċentrati fil-medda UVA (365–415 nm). F'dawn l-aħħar snin, it-teknoloġiji UVB u UVC raw ukoll żvilupp qawwi, iżda huma bażikament limitati għal swieq ċivili u tal-konsumatur ta' enerġija baxxa-bħad-diżinfezzjoni u l-isterilizzazzjoni.
Hemm diversi raġunijiet ewlenin għal dan:
L-istruttura tal-Materjal tal-Kristall tiddetermina l-Effiċjenza Luminuża (Effiċjenza ta 'Konverżjoni Fotoelettrika) Nitrur tal-Gallju (GaN) u Nitrur tal-Galliju tal-Indju ta' -effiċjenza għolja (InGaN) xorta jistgħu jintużaw għall-medda 365-405 nm fi ħdan UVA. B'kuntrast, iċ-ċipep UVB u UVC jiddependu kompletament fuq Aluminum Gallium Nitrude (AlGaN)-materjal b'effiċjenza luminuża intrinsikament baxxa-minflok GaN u InGaN li jintużaw aktar b'mod komuni. Dan għaliex GaN u InGaN jassorbu d-dawl ultravjola taħt 365 nm. Bħala riżultat, l-effiċjenza luminuża taċ-ċipep UVB u UVC hija estremament baxxa. Pereżempju, iċ-ċippa ta '278 nm ta' LG għandha sempliċiment 2% effiċjenza ta 'konverżjoni fotoelettrika.
Sfidi tad-Dissipazzjoni tas-Sħana li Jqumu minn Effiċjenza BaxxaSkond il-liġi tal-konservazzjoni tal-enerġija, effiċjenza ta 'konverżjoni fotoelettrika ta' 2% tfisser li 98% tal-enerġija elettrika tiġi kkonvertita fis-sħana. Barra minn hekk, il-ħajja tas-servizz u l-effiċjenza luminuża taċ-ċipep LED huma inversament proporzjonali għat-temperatura. Ġenerazzjoni ta 'sħana għolja bħal din timponi rekwiżiti estremament stretti fuq sistemi ta' dissipazzjoni tas-sħana. Bit-teknoloġiji eżistenti tat-tkessiħ, huwa sempliċement impossibbli li tinkiseb dissipazzjoni tas-sħana effettiva għal ċipep UVB u UVC ta'-qawwa għolja.
Trażmissjoni UV baxxa tal-Materjali tal-Ippakkjar u tal-Lenti Biex tipproteġi ċ-ċipep LED, l-inkapsulament huwa essenzjali. Peress li l-LEDs jarmu dawl omnidirezzjonali, il-lentijiet huma meħtieġa biex jikkonċentraw ir-raġġ tad-dawl. Madankollu, minbarra l-ħġieġ tal-kwarz, il-biċċa l-kbira tal-materjali għandhom trażmissjoni UV baxxa ħafna-u t-trażmissjoni tonqos drastikament hekk kif il-wavelength tqassar. Konsegwentement, anke jekk l-effiċjenza luminuża inerenti taċ-ċipep UVB/UVC hija diġà baxxa, porzjon sinifikanti tad-dawl jiġi assorbit mill-lentijiet, li jirriżulta f'output tad-dawl użabbli estremament dgħajjef li bilkemm huwa biżżejjed għal applikazzjonijiet industrijali.
Rendiment Baxx tal-Kristall u Spejjeż Għoli tal-Produzzjoni Ċipep kurrenti UVB u UVC huma prodotti bl-użu tal-istess reatturi bħaċ-ċipep UVA. Minbarra difetti materjali inerenti, kwistjonijiet bħal koeffiċjenti ta 'espansjoni termali mhux imqabbla bejn is-sottostrat u l-kristall iwasslu għal rendimenti tal-kristall estremament baxxi, li mbagħad iżommu l-ispejjeż tal-produzzjoni għoljin b'mod projbittiv.
B'mod ġenerali, minħabba l-effiċjenza luminuża baxxa, l-ispejjeż għoljin, u r-rekwiżiti stretti tad-dissipazzjoni tas-sħana tat-teknoloġiji UVB u UVC, l-iżvilupp ta '-qawwa għoljaDawl UVB u UVCsorsi għal applikazzjonijiet industrijali se jibqgħu elużivi sakemm jinkisbu skoperti teknoloġiċi kbar.
Focus ewlenin ta 'R & D ta' Sistemi ta 'Sors tad-Dawl LED
Ċippa LED hija komponent kritiku wieħed biss ta 'sors tad-dawl LED. Meta twettaq R&D fuq sorsi tad-dawl LED, irridu nadottaw asistematiku,approċċ olistiku. Lil hinn mill-irfinar tal-wavelength LED, l-ambitu tal-R&D jinkludi serje ta 'proċessi downstream inklużi teknoloġija tal-ippakkjar, disinn ottiku, sistemi ta' dissipazzjoni tas-sħana, sistemi ta 'provvista tal-enerġija u sistemi ta' kontroll intelliġenti.
Bħalissa, hemm erba 'strutturi ta' ippakkjar mainstream għal ċipep LED:
Struttura tal-Immonta Vertikali
Flip-Istruttura taċ-Ċippa
Struttura Vertikali
Struttura Vertikali 3D
Ċipep LED konvenzjonali tipikament jadottaw struttura ta 'muntatura vertikali b'sottostrat taż-żaffir. Din l-istruttura għandha disinn sempliċi u proċessi ta 'manifattura maturi. Madankollu, iż-żaffir għandu konduttività termali fqira, li jagħmilha diffiċli għas-sħana ġġenerata miċ-ċippa biex tittrasferixxi lejn is-sink tas-sħana- limitazzjoni li tirrestrinġi l-applikazzjoni tiegħu f'sistemi LED ta'-qawwa għolja.
Flip-imballaġġ taċ-ċippa jirrappreżenta waħda mix-xejriet ta' żvilupp attwali. B'differenza mill-istrutturi ta' muntatura vertikali, is-sħana f'disinji ta' flip-ċippa m'għandhiex għalfejn tgħaddi mis-sottostrat taż-żaffir taċ-ċippa. Minflok, huwa direttament trasferit għal sottostrati b'konduttività termali ogħla (bħal silikon jew ċeramika) u mbagħad imxerred fl-ambjent estern permezz ta 'bażi tal-metall. Barra minn hekk, peress li l-istrutturi flip-chip jeliminaw il-ħtieġa għal wajers tad-deheb esterni, jippermettu densità ogħla ta 'integrazzjoni taċ-ċippa u qawwa ottika mtejba għal kull unità ta' żona. Cela dit, kemm l-istrutturi tal-muntaġġ vertikali kif ukoll tal-flip-ċippa jaqsmu difett komuni: l-elettrodi P u N tal-LED jinsabu fuq l-istess naħa taċ-ċippa. Dan iġiegħel il-kurrent jgħaddi orizzontalment mis-saff n-GaN, li jwassal għal iffullar kurrenti, tisħin żejjed lokalizzat, u fl-aħħar mill-aħħar jillimita l-limitu ta' fuq tal-kurrent tas-sewqan.
Ċipep tad-dawl-vertikali blu-evolvew mit-teknoloġija tal-muntatura vertikali. F'dan id-disinn, ċippa konvenzjonali tas-sottostrat taż-żaffir-tiġi maqluba u mwaħħla ma' sottostrat konduttiv ħafna termalment, segwit minn lift-lejżer mis-sottostrat taż-żaffir. Din l-istruttura tindirizza b'mod effettiv il-konġestjoni tad-dissipazzjoni tas-sħana, iżda tinvolvi proċessi ta' manifattura kumplessi- partikolarment il-pass ta' trasferiment tas-sottostrat ta' sfida- li jirriżulta f'rendiment baxx ta' produzzjoni. Madankollu, bit-teknoloġija avvanzata, l-ippakkjar vertikali għall-LEDs UV sar dejjem aktar matur.
Struttura vertikali 3D ġdida reċentement ġiet proposta. Meta mqabbel ma 'ċipep LED ta' struttura vertikali-tradizzjonali, il-vantaġġi primarji tiegħu jinkludu l-eliminazzjoni tat-twaħħil tal-wajer tad-deheb, li jippermettu profili ta 'pakketti irqaq, prestazzjoni mtejba ta' dissipazzjoni tas-sħana, u integrazzjoni eħfef ta 'kurrenti għolja tas-sewqan. Madankollu, għandhom jingħelbu bosta ostakli tekniċi qabel ma jkunu jistgħu jiġu kkummerċjalizzati strutturi vertikali 3D.
Minħabba li l-UVLEDs ġeneralment juru effiċjenza luminuża aktar baxxa meta mqabbla ma 'LEDs tad-dawl ġenerali, l-ippakkjar tal-istruttura vertikali huwa l-għażla preferuta biex timmassimizza l-effiċjenza tal-estrazzjoni tad-dawl.
Peress li l-LEDs jarmu dawl b'mod omnidirezzjonali, u l-effiċjenza luminuża inerenti tagħhom hija diġà relattivament baxxa, disinn ottiku xjentifiku u razzjonali huwa meħtieġ biex itejjeb l-effiċjenza effettiva tad-dawl (jiġifieri, l-effiċjenza tad-dawl tal-irradjazzjoni frontali). Komponenti ottiċi komuni jinkludu rifletturi, lentijiet primarji, u lentijiet sekondarji.
Barra minn hekk, id-dawl ultravjola jgħaddi minn attenwazzjoni għolja meta jgħaddi mill-midja. Għalhekk, fatturi multipli għandhom jiġu evalwati meta jintgħażlu materjali tal-lenti-bħal ħġieġ tal-kwarz, ħġieġ borosilikat, u ħġieġ ittemprat-bi prijorità mogħtija lil materjali bi trażmissjoni UV għolja. Dan mhux biss jimmassimizza l-output tad-dawl iżda jipprevjeni wkoll żieda eċċessiva fit-temperatura kkawżata minn assorbiment tad-dawl materjali taħt espożizzjoni UV fit-tul.
Kif issemma qabel, skont il-liġi tal-konservazzjoni tal-enerġija, porzjon biss tal-enerġija elettrika tiġi kkonvertita f'enerġija ħafifa, filwaqt li proporzjon kbir tinħela bħala sħana. Għall-medda UVA, il-proporzjon tipiku ta 'konverżjoni tal-enerġija huwa 10:3:7 għall-elettriku, dawl u sħana rispettivament. Il-ħajja effettiva tas-servizz taċ-ċipep LED hija korrelata mill-qrib mat-temperatura tal-junction tagħhom. Fil-proċess ta 'photocuring, densità għolja ta' qawwa ottika ħafna drabi teħtieġ integrazzjoni ta 'densità għolja ta' -laqx LED, li timponi rekwiżiti stretti fuq sistemi ta 'dissipazzjoni tas-sħana.
Għalhekk, il-kisba ta 'dissipazzjoni effiċjenti tas-sħana u l-iżgurar li t-temperatura tal-junction taċ-ċipep LED kollha tibqa' f'firxa raġonevoli u bilanċjata teħtieġ disinn xjentifiku rigoruż, simulazzjoni tal-kompjuter u ttestjar prattiku.
Riċerka dwar Formulazzjonijiet tal-Kisi UV
Limitazzjonijiet ta 'Fotoinitiators & A Approċċ ta' livell-Sistema għar-Reattività tar-Reżina u l-Monomer Kif muri fl-introduzzjoni preċedenti għat-teknoloġija LED, sorsi ta 'dawl LED ta'-qawwa għolja adattati għal applikazzjonijiet industrijali bħalissa huma limitati għall-medda UVA, speċifikament wavelengths 'il fuq minn 365 nm. Wara li ddefinijna l-konfini tal-prestazzjoni tas-sorsi tad-dawl LED, issa nistgħu naraw li l-għażla ta 'fotoinizjaturi kompatibbli hija pjuttost limitata, peress li l-biċċa l-kbira tal-fotoinizjaturi juru koeffiċjenti ta' estinzjoni molari baxxi f'tul ta 'mewġ 'il fuq minn 365 nm.
Biex tiġi indirizzata l-kwistjoni ta' effiċjenza baxxa ta' bidu ta' fotoinizjaturi LED-kompatibbli, l-isforzi ta' R&D m'għandhomx ikunu limitati għall-fotoinizjaturi nfushom. Minflok, jeħtieġ li nadottaw perspettiva ta'-livell ta' sistema li tintegra reżini, monomeri, fotoinizjaturi u anke addittivi awżiljarji f'qafas ta' riċerka olistiku, biex b'hekk ittejjeb l-effiċjenza tal-kura tas-sistemi LED UV.
Disinn tal-Formulazzjoni u Żvilupp tal-Proċess tal-Kisi għal Vulkanizzar tal-LED (Impatti ta 'Fotoinizjaturi, Reżini, Monomeri, Temperatura, Nixfa tal-wiċċ, Permezz ta' Nixfa, Pigmenti u Fillers) Biex jittejjeb l-assorbiment ta 'dawl UV b'tul ta' mewġ twil - minn fotoinizjaturi, ħafna drabi huwa meħtieġ li jiġu inkorporati ċrieki tal-benżina, atomi molekulari (P) tal-benżin u fosfo molekulari (N) tagħhom. Filwaqt li din il-modifika ttejjeb l-assorbiment tal-UV ta'-wavelength twil, twassal ukoll għal żieda fil-kulur tal-fotoinizjaturi.
Barra minn hekk, minħabba l-effiċjenza baxxa ta' assorbiment tad-dawl ta' dawn l-inizjaturi, kwantitajiet kbar ta' reżini u monomeri reattivi ħafna-reżini u monomeri akriliċi ta' funzjonalità-tipikament għolja-għandhom jiżdiedu biex titħaffef ir-rata ta' reazzjoni ġenerali tas-sistema tal-kisi. Madankollu, dan l-approċċ għandu t-tendenza li jipproduċi kisjiet b'ebusija għolja iżda flessibbiltà fqira, li tirrestrinġi l-firxa ta 'applikazzjonijiet tagħhom.
Cela dit, il-koeffiċjenti ta ' l-estinzjoni molari ġeneralment baxxi ta ' l-LED UV fotoinizjaturi joffru wkoll vantaġġ uniku: huma jippermettu trasmittanza tad-dawl UV ogħla permezz tas-saff tal-kisi, li jwassal għall-ikkurar fil-fond ta ' films ħoxnin.
Rekwiżiti tal-Prestazzjoni tal-Kisi għal Ħażna, Trasport, Kundizzjonijiet ta 'Kostruzzjoni u Proċessi ta' Applikazzjoni differenti Fl-industrija tal-kisi, diversi tekniki ta 'applikazzjoni bħal kisi tar-rombli, kisi tal-isprej u kisi tal-purtieri jimponu rekwiżiti distinti ta' viskożità fuq il-kisi. Sadanittant, sottostrati differenti jitolbu proprjetajiet ta 'kisi apposta f'termini ta' tixrib u adeżjoni. Barra minn hekk, kundizzjonijiet ta 'trasport u ħażna li jvarjaw jeħtieġu livelli korrispondenti ta' stabbiltà tal-ħażna għall-kisi. Għalhekk, dawn il-fatturi kollha għandhom jitqiesu bis-sħiħ waqt id-disinn tal-formulazzjoni tal-kisi.
Rekwiżiti tal-Prestazzjoni tal-Films tal-Kisi għal Applikazzjonijiet Diversi Oqsma ta 'applikazzjoni differenti jimponu rekwiżiti ta' prestazzjoni li jvarjaw fuq films tal-kisi, inklużi tleqqija, proprjetajiet kolorimetriċi, ebusija, flessibilità, reżistenza għall-brix u reżistenza għall-impatt. Konsegwentement, l-iżvilupp tal-kisi għandu jilħaq bilanċ bejn l-effikaċja tat-tqaddid u l-prestazzjoni tal-film.
Riċerka dwar il-Proċessi tal-Kisi
Il-kisi huwa proċess ta 'inġinerija sistematiku. L-ottimizzazzjoni tal-proċessi tal-kisi tista' tespandi aktar il-konfini tal-applikazzjoni tat-teknoloġija UV-LED. Kif tgħid l-industrija,"Tliet partijiet jiddependu fuq il-kisja; seba 'partijiet jiddependu fuq il-proċess ta' applikazzjoni". Fl-aħħar mill-aħħar, kemm il-kisi kif ukoll is-sorsi tad-dawl jiksbu l-prestazzjoni maħsuba tagħhom biss permezz ta 'applikazzjoni xierqa.
Barra minn hekk, l-ottimizzazzjoni tal-proċessi tal-kisi flimkien ma 'kisi UV u sorsi tad-dawl LED jistgħu jikkumpensaw b'mod sinifikanti għal-limitazzjonijiet kemm tal-materjali kif ukoll tas-sorsi tad-dawl. Pereżempju, it-tisħin jista 'jnaqqas il-viskożità ta' kisjiet b'kontenut għoli ta'-reżina-li huma viskużi żżejjed f'temperatura tal-kamra, u jagħmluhom adattati għal metodi ta 'applikazzjoni differenti. Barra minn hekk, it-tisħin jista 'jtejjeb il-fluwidità tas-sistema tal-kisi, itejjeb l-attività molekulari, jiżgura reazzjonijiet inizjali ta' tqaddid aktar kompluti u jagħti uċuħ tal-film aktar lixx.
Riċerka dwar Ktajjen Industrijali Upstream u Downstream
Matul l-aħħar sentejn, in-nuqqas u l-prezzijiet skyrocketing ta 'fotoinizjaturi skattati minn kampanji ta' protezzjoni ambjentali kkaġunaw telf tanġibbli fuq intrapriżi downstream u xekklu serjament l-iżvilupp tat-teknoloġija LED UV. Dan jenfasizza li l-konnettività tal-ktajjen tal-industrija upstream u downstream u l-intoppi tas-sistemi tal-katina tal-provvista huma l-garanziji fundamentali għall-iżvilupp b'saħħtu ta 'industrija u s-suċċess tas-suq tal-prodotti u t-teknoloġiji tagħha.
Filwaqt li ħafna industriji jevolvu mill-bidu permezz tad-dinamika ta 'tisħiħ reċiproku ta' innovazzjoni teknoloġika, żvilupp industrijali u żieda fid-domanda, dawn il-fatturi għandhom jiġu evalwati b'mod komprensiv matul il-proċess ta 'marketization.
Barra minn hekk, minn perspettiva ta 'investiment, it-twettiq ta' riċerka u l-iskjerament ta 'ktajjen ta' l-industrija upstream u downstream jista 'mhux biss jiżgura provvista stabbli meta l-prodotti jidħlu fis-suq, iżda wkoll jippermetti lill-intrapriżi jaqsmu d-dividendi tat-tkabbir ta' l-industrija.
http://www.benweilight.com/professional-dawl/uv-dawl/uv-dawl-iswed-dawl-għal-halloween.html
