一、UV固化原理、UV燈及相關(guān)技術(shù)參數(shù):
1、UV固化原理:在特殊配方的樹脂中加入光引發(fā)劑(或光敏劑),經(jīng)過吸收紫外線(UV)光固化設(shè)備中的高強(qiáng)度紫外光后,產(chǎn)生活性自由基,從而引發(fā)聚合、交聯(lián)和接枝反應(yīng),使樹脂在數(shù)秒內(nèi)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)。
2、UV固化燈:目前工業(yè)上使用的UV設(shè)備光源,主要是氣體放電燈(汞燈)。根據(jù)燈內(nèi)腔氣體的壓強(qiáng)大小分為低壓、中壓、高壓、超高壓幾種,工業(yè)上的生產(chǎn)固化通常使用高壓汞燈。高壓汞燈可以產(chǎn)生輻射強(qiáng)烈的310nm、365nm、410nm等波長的特征紫外光(UV)、可見光及紅外光(IR),其中365nm為主峰的波長是世界各國常用的用于固化干燥的波段(以下稱謂的UV燈即指365nm的高壓汞燈)。
二、相關(guān)參數(shù)對固化質(zhì)量的影響
1、UV燈波長:365nm波段的光譜適合于一般的光固化油墨(不適用于冰花、起皺等特殊光譜要求的油墨)。UV燈管的雜光過多,會影響光固效果,建議客戶在選用UV光固設(shè)備時先進(jìn)行光固試驗,以檢驗UV機(jī)的波長是否符合光固要求。
2、UV燈的功率:一般UV光固油墨要求的功率為80-120w/cm,光固能量過高會造成油墨的脆化,光固能量過低達(dá)不到光固效果。
3、吸風(fēng)裝置:UV燈在散發(fā)紫外線的同時,也會產(chǎn)生大量的熱量,使機(jī)體內(nèi)的溫度不斷升高,光固機(jī)在UV燈管上方裝有抽風(fēng)裝置,并通過抽風(fēng)管道將固化過程中產(chǎn)生的臭氧排出室外,從而達(dá)到降溫的目的。當(dāng)承印物太薄或耐溫要求很低時,需經(jīng)光固試驗確定是否能滿足要求。對溫度要求較高的承印物,我們可承接特殊加工,在燈管的下方裝置石英玻璃板,以達(dá)到降溫和進(jìn)一步過濾雜光的作用。
三、UV燈光清洗的工作原理:
UV燈光清洗技術(shù)是利用有機(jī)化合物的光敏氧化作用達(dá)到去除黏附在材料表面上的有機(jī)物質(zhì),經(jīng)過光清洗后的材料表面可以達(dá)到”原子清潔度”。更詳盡的講:UV光源發(fā)射波長為185nm和254nm的光波,具有很高的能量,當(dāng)這些光子作用到被清洗物體表面時,由于大多數(shù)碳?xì)浠衔飳?85nm波長的紫外光具有較強(qiáng)的吸收能力,并在吸收185nm波長的紫外光的能量后分解成離子、游離態(tài)原子、受激分子和中子,這就是所謂光敏作用。空氣中的氧氣分子在吸收了185nm波長的紫外光后也會產(chǎn)生臭氧和原子氧。臭氧對254nm波長的紫外光同樣具有強(qiáng)烈的吸收作用,臭氧又分解為原子氧和氧氣。其中原子氧是極活潑的,在它作用下,物體表面上的碳和碳?xì)浠衔锏姆纸馕锟苫铣煽蓳]發(fā)的氣體:二氧化碳和水蒸氣等逸出表面,從而徹底清除了黏附在物體表面上的碳和有機(jī)污染物。
清洗時,使基板治濕性向上。玻璃基板是以滾輪方式輸送,上方裝置低壓水銀燈產(chǎn)生紫外線照射。玻璃基板所累積紫外線能量愈多,其表面水接觸愈小,成反比關(guān)系。
一般STN-LCD制作過程中,需求的玻璃基板累積紫外線能量為300mj/cm2(253.7nm)以上。而彩色STN-LCD及彩色濾光片制作過程中,要求的玻璃基板累積紫外線能量為600mj/cm2(253.7nm)。在TFT-LCD制作過程中,除了低壓水銀燈產(chǎn)生臭氧清洗玻璃外,目前制程的主流是,使用Excimer Lamp,其172nm波長紫外線的高反應(yīng)性質(zhì)對玻璃的清洗效率更好。
四、紫外光清洗的特點:
1、是一種無接觸方式,可在空氣中進(jìn)行并且在清洗后不必進(jìn)行干燥。
2、可徹底清除物體表面的碳和有機(jī)污染物。
3、無溶劑揮發(fā)及廢棄溶劑的處理問題。
4、保證產(chǎn)品的高可靠性和高成品率。
5、產(chǎn)品表面清洗處理的均勻度一致。
6、由于光清洗是通過光敏、氧化反應(yīng)去除物體表面的碳和有機(jī)化合物,所以容易發(fā)生氧化的表面不宜用光清洗方法,只適對表面污垢清洗、不適對污垢量較多,無機(jī)類污垢清洗。
五、紫外光清洗的技術(shù)應(yīng)用范圍:
主要在液晶顯示器件、半導(dǎo)體硅晶片、集成電路、高精度印制電路板、光學(xué)器件、石英晶體、密封技術(shù)、帶氧化膜的金屬材料等生產(chǎn)過程中采用光清洗方法最為合適。
主要材料:ITO玻璃、光學(xué)玻璃、鉻板、掩膜板、拋光石英晶體、硅晶片和 帶有氧化膜的金屬等進(jìn)行精密清洗處理。
可以去除污垢:有機(jī)性污垢、人體皮脂、化妝品油脂、樹脂添加劑及聚酰亞胺、石蠟、松香、潤滑油、殘余的光刻膠等。
此UV光源在LCD工藝中又具有UV改質(zhì)(紫外光表面質(zhì)變)的特點,目前在液晶顯示器STN的生產(chǎn)過程中,主要是用在膜處理技術(shù)上,對于改善膜與膜之間的密接是非常有效的,如ITO膜與感光膠膜層,TOP涂層與PI涂層等等。另在研究部門又可用來UV改性塑料材料產(chǎn)品,用于納米技術(shù)研究,產(chǎn)品經(jīng)此UV光照射發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使產(chǎn)品表面性質(zhì)改變。STN-LCD、彩色濾光片及OLED的制作過程中,有些制程設(shè)備相當(dāng)雷同,差別在于制造工藝要求的不同。隨著線路的精細(xì)化及產(chǎn)品的彩色比,LCD產(chǎn)業(yè)對制造工藝的要求也不斷地提升,而有”工欲善其事,必先利其器”之需求,因此只有設(shè)備能力不斷地精進(jìn),才能提高生產(chǎn)的質(zhì)量與效率。