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LED曝光机


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  紫外光固化油墨(UVcurableink)又称UV油墨,是指在一定波长的紫外光的照射下,油墨组分发生交联反应,从液态转变为固态完成固化的油墨。UV固化油墨相对于传统的溶剂型油墨,主要的特点就是快干、环境友好、节能。

  一、PCB感光油墨感光波段

  UV曝光灯的光谱波长范围:即UV曝光灯的分光感度范围一定要与UV油墨相匹配。一般要求UV灯的波长范围为l80-420nm之间。

  二、PCB板曝光需要的能量数据

  PCB板曝光油墨的种类及需能量:

  1、干膜厚1.0-1.3mil需要能量45-60mj/C㎡

  2、湿膜膜厚10-15μm需要能量80-120mj/C㎡

  3、阻焊绿油膜厚0.8mil需要能量400-600mj/C㎡

  三、我们开发的用于PCB曝光的光源特性

  随着LED光源的出现,特别是紫外LED的出现,我们进行了有关方面和研究,在大功率LED曝光机领域进行了实验,并在光固胶领域进行了试验,获得了成功,在此基础上,拟生产大功率平面光源和线行光源的工艺生产型LED曝光机。

  我公司设计的LED曝光光源,采用单颗冷光LED,通过合理排列形成矩形光源。

  通过数据分析在离光源5mm测量光的强度在2000mw/C㎡。

  光能量=光的强度×时间

  四、曝光方式

  根据前面介绍的各种光固材料所需要的能量看,采用此种光源进行光固,在瞬间就能完成。

  因此我们在设计LED曝光机的时候采用扫描式进行曝光。

  LED光源离曝光框架与曝光框架平行,曝光框架匀速前进,进行曝光。曝光框架运动的快慢取决于光固油墨需要光能量的多少。曝光框架采用电机驱动,运行速度有变频器控制。

  传统曝光机采用的是幅面照射方法,即灯源和曝光框架在曝光的时候是静止的。

  五、与传统曝光机对比

  LED曝光机与传统曝光机对比

  1)灯源使用寿命上进行分析:

  传统曝光机采用高压汞灯,高压汞灯的使用寿命大约在800小时左右,而LED灯源寿命在30000-50000小时以上。

  2)灯源的发光反应速度:

  传统金属卤素灯属于热阻性发光元件,在开启的过程中大约有5分钟的预热过程。灯源发光后,随着热量增加电流在降低,灯管两端的电压在升高,灯源才慢慢亮起,光功率才能充分发挥出来,每一个灯管都得配备一个漏电变压和一个触发电路才能够维持灯管正常工作。由于这个特点,曝光灯在不对印制板曝光时(处于待命状态)。曝光灯也是处于点亮状态。待命状态时只是把它转到半功率,而灯一直亮着,为了防止紫外线辐射。惟一的办法,就是采用一个遮光罩把灯光遮住,在利用它曝光的时候遮光罩打开,把光源转换成全功率进行曝光。待命时间达到灯管点亮时间的三分之二。这样灯管的寿命和能源就白白浪费掉。另外像印制板曝光我们采用的光源都是7kw的金属卤素灯,即使在待命状态也只能把功率降到5kw,电路板的生产都是双面曝光的,因此需要2支7kw灯管。而LED光源就不同了,LED能够瞬间点亮,并且光功率瞬间完全能够释放出来因为这个特点,利用LED进行曝光时,只是工作的时候才把光源启动,等曝光完成光源就关闭,在曝光准备的时候光源是不工作的。这样既能节省能源又能延长灯组的使用寿命。(节能对比下面还进行详细的论述)

  3)环保论述:

  传统曝光机光源采用的是金属卤素灯,就是在灯管中充加多种多元素就能发光。为了达到波长峰值,就要填充一部分稀有金属元素,当灯管使用寿命耗尽时,金属卤素灯管就废弃。大都找不到合理的处理方式,这样对水土壤等会造成严重的污染。而LED灯光源则不同,它是采用电子元器件发光,即使报废后也不会对环境生产重金属污染。

  4)节能论述:

  传统印制电路板生产运用的曝光机,是采用的两只7kw的金属卤素灯,此光源发射的是连续光谱,而曝光所用的是365nm-410nm波长的峰值光源,而其他波长的能源被浪费掉。电路板曝光必须在较低温度下进行,通常控制在20摄氏度左右,这样才能保证曝光精度。曝光是在PCB板上覆盖一层菲林底片,菲林底片上有图形要转移到印制板上,必须保证曝光区域恒温才能使菲林不容易变形失真,这样才能保证曝光精度,为了保证曝光区域温度恒定,必须配备冷却系统。7kw金属卤素灯所耗能源很大一部分是产生热能的,所有必须配套一个制冷机组对光源和曝光区域进行冷却。

  现有的双面大功率曝光机,总功率大约在30kw左右,其中绝大部分能源被灯管所产生的热能和部分冷系统损耗掉。而LED光源所发出的光波长是很单纯的,所以并不产生热量。因此,同样能达到曝光能量的光功率,LED曝光比传统的金属卤素灯曝光在电能消耗上节省85%以上。

  通过测算鉴别LED光源曝光一台机器在2kw左右(线型光源则在0.5kw左右)就能满足曝光要求,所以说两者就节能方面是不能相提并论的。

  六、综述:

  我们开发的UV-LED曝光机拥有独立知识产权,获得四项国家专利。通过实验完全能够替代传统PCB曝光的曝光机。现在已经达到量产,大规模进行投入市场。

  


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