为什么工作距离在紫外线固化系统中很重要

确保有效光固化的关键因素

在选择紫外线固化设备时,工程师通常依靠产品数据表来比较各种规格,例如强度、固化面积和使用寿命。然而,一个被忽视但至关重要的因素是“工作距离”——紫外线发射器和固化基材之间的距离。

A Dymax UV light-curing lamp curing a printed circuit board.

强度和总剂量

通常,固化所需的紫外线总剂量是通过将光的强度乘以曝光时间而计算出来的。

总剂量=强度×时间

数据表通常提供强度测量值,帮助工程师估算固化过程所需的时间。但一个常见的疏忽是测量强度的距离。

为什么工作距离很重要

工作距离至关重要,因为即使是外观相似的发射器,传送到基板的光强度也可能存在很大差异。随着工作距离的变化,发射器的焦点和发散也会改变性能。例如,在高速打印中,基板通常非常靠近发射器,因此焦距不太重要。相比之下,对于固化高度不同的印刷电路板 ( PCB ) 上的固化胶粘剂,未聚焦的灯可能无效。

案例:发射器 A 与发射器 B
考虑两个具有相似 LED 功率但焦点不同的发射器:

- 发射器 A:16 W/cm^2,在玻璃上测量(未聚焦)
- 发射器 B:4 W/cm^2,在 25 毫米处测量(聚焦)

随着基片移开,发射器 A 的强度会迅速降低,因此不适合用于几何形状各异的基片。另一方面,即使基片距离发射器 B 2 或 3 英寸,发射器 B 也能保持其有效性。

A table that shows how UV curing intensity vs. working distance affects curing performance.

图 3. 强度与工作距离

均匀度和覆盖面积

均匀性是另一个关键因素。数据表通常提供单个峰值强度值,通常位于固化区域的中心。但是,实际功率分布永远不会完全均匀地分布在固化区域。这种差异会影响固化效果,尤其是对于未位于发射器下方中心的部件。

测试的重要性

归根结底,数据表只能为您提供部分信息。工艺工程师应进行测试,以了解紫外线固化系统在使用特定部件和配方时的性能。这样可以准确计算曝光时间,确保可靠而稳定的固化工艺。

总之,在选择紫外线固化系统时,工程师不应仅仅依赖数据表规格。发射器的工作距离、焦点和均匀性是需要深入了解和测试的关键因素,以确保有效固化。

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