隨著我國(guó)改革開放的不斷推進(jìn)，印證中國(guó)從制造大國(guó)邁向制造強(qiáng)國(guó)的，便是制造業(yè)整體實(shí)力的不斷提升，從大型高端制造裝備走出國(guó)門，到半導(dǎo)體封裝行業(yè)的高精度高集成設(shè)備的突破，幾十年的制造大國(guó)的辛勤沉淀造就了中國(guó)成為世界上具有最完整產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)家。
期間，快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和以互聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線通信技術(shù)為底層支撐的通訊技術(shù)的進(jìn)步及商業(yè)化，使得消費(fèi)電子在過(guò)去20年成為引領(lǐng)和支撐電子行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)。消費(fèi)電子行業(yè)最大的特點(diǎn)就是周期短、迭代快、需求數(shù)量大，同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)也是最激烈。相應(yīng)的電子制造業(yè)也必須是高效、高產(chǎn)能。其實(shí)，市場(chǎng)對(duì)效率的期待和追求也如同對(duì)品質(zhì)的追求一樣，沒(méi)有停止過(guò)。故而，在生產(chǎn)過(guò)程中高效、環(huán)保、節(jié)能的UV固化技術(shù)在過(guò)去30年得到了迅猛的發(fā)展。這主要是由于三方面的原因：
1、 高效節(jié)能
以工業(yè)粘合劑，即工業(yè)膠水為例，UV膠水的固化，基本上是在秒級(jí)別的時(shí)間完成的。室溫固化的雙組份粘合劑完全固化一般需要24小時(shí)或更久；而加熱固化的膠水，往往也需要30分鐘到1小時(shí)左右。所以從效率上講，其他固化方式的膠黏劑是與UV膠無(wú)法比擬的。尤其是本世紀(jì)初興起并逐漸成熟的LED UV技術(shù)的采用，大大的降低了UV固化設(shè)備的單位時(shí)間的能耗，再加上UV技術(shù)的高效，與加熱固化的膠黏劑對(duì)比，其高效和節(jié)能效果不言而喻。
2、 綠色環(huán)保
綠色環(huán)保是當(dāng)今時(shí)代的主題，尤其是隨著國(guó)家節(jié)能減排政策的實(shí)施，出臺(tái)了一系列法規(guī)限制和叫停傳統(tǒng)的高污染、高排放的產(chǎn)品生產(chǎn)。比如溶劑膠。此類溶劑型產(chǎn)品生存的空間越來(lái)越少，也促進(jìn)了人們對(duì)UV技術(shù)這一綠色環(huán)保的新技術(shù)的不斷研究，進(jìn)而開發(fā)出了UV類型的替代品，包括UV漆、UV油墨、UV工業(yè)粘合劑，廣泛應(yīng)用于美容美甲、家具、一般工業(yè)、印刷、造幣、增材3D打印，電子制造業(yè)等各個(gè)行業(yè)。
3 、性能優(yōu)越
UV技術(shù)尤其是UV膠水在電子行業(yè)得到廣泛應(yīng)用的最大的原因之一，就是它所表現(xiàn)出的卓越的性能。UV膠的各種性能，比如硬度、斷裂延伸率、粘度、對(duì)不同材質(zhì)的粘接強(qiáng)度等都可以比較容易的進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)各種應(yīng)用場(chǎng)景和不同材質(zhì)的粘接應(yīng)用。這極大地促進(jìn)了UV技術(shù)，尤其是UV膠水在消費(fèi)電子行業(yè)的廣泛應(yīng)用。
UV技術(shù)必然需要UV固化設(shè)備，即UV燈。而UV固化設(shè)備從發(fā)光原理角度講，可以分為電極激發(fā)的氣體放電技術(shù)、微波激發(fā)的氣體放電技術(shù)和近些年來(lái)興起的LED芯片（固態(tài)）發(fā)光技術(shù)。目前，市面上各種技術(shù)的UV固化設(shè)備并存，加上LED固化設(shè)備近10年的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)及國(guó)際品牌同臺(tái)競(jìng)技，使人目不暇接。那么，如何選擇UV設(shè)備是擺在大家面前的一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，以我們熟悉的膠粘劑行業(yè)作為應(yīng)用基礎(chǔ)，因?yàn)閁V膠水本身千變?nèi)f化，品牌眾多，所以為UV膠水選擇UV固化設(shè)備頗具代表性。筆者就此梳理了一下，通常我們應(yīng)從如下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：
先選定膠水還是先選定UV固化設(shè)備？
這個(gè)問(wèn)題往往在遇到一個(gè)全新的項(xiàng)目時(shí)，就顯得十分重要了。尤其作為項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，必須要考慮找到合適的膠水，也要找到合適的UV燈。那么，先定哪一個(gè)？就是誰(shuí)主誰(shuí)次的問(wèn)題。經(jīng)驗(yàn)告訴我們，一般都要先定膠水，再選擇UV燈。貌似結(jié)論已經(jīng)很清楚了：既然是要考慮UV燈，那么，膠水就是UV膠了。那還有什么先后順序可以考慮的？其實(shí)不然：
膠水是為最終產(chǎn)品服務(wù)的，固化設(shè)備是為工藝服務(wù)的，從這一點(diǎn)來(lái)講，膠水的優(yōu)先級(jí)更高
膠水的選擇更加復(fù)雜、要考慮的因素更加多，比如對(duì)產(chǎn)品的粘接性能，可靠性、工藝可行性，成本等因素
往往膠水選定后，其TDS上已經(jīng)會(huì)有固化設(shè)備的相關(guān)推薦，比如波段、光強(qiáng)、固化時(shí)間等?？梢愿鶕?jù)這些內(nèi)容比較容易地找到合適的固化設(shè)備
波普匹配原則
在定好了UV膠水后，再去選擇UV燈，那么波普的匹配就顯得十分重要了。它甚至是選燈的第一原則。一般的膠水的技術(shù)參數(shù)表上都會(huì)列出固化的最佳波段，尤其是針對(duì)LED的UV固化設(shè)備，比如365 nm, 405 nm等，個(gè)別的也有460 nm的波段。如果是傳統(tǒng)的放電式汞燈，那么波段往往不是太大的問(wèn)題，但也要看波普的主峰是否與膠水的吸收波普的主峰重疊或接近。重疊度越高，則效率也越高。
但如果僅僅認(rèn)為這樣就解決了波普的匹配問(wèn)題，那就錯(cuò)了。其實(shí)，還有很重要的一個(gè)因素，那就是基材。UV膠往往是用來(lái)粘接不同基材的，常規(guī)的理解是：至少其中一個(gè)基材應(yīng)該是透明的，只有這樣光才能穿過(guò)基材，照射到膠水內(nèi)部。但這種理解還不夠科學(xué)。因?yàn)槲覀兝斫獾耐该?，其?shí)是可見光的穿透，但這里面還有兩個(gè)因素要考慮：首先是到底能夠透過(guò)哪個(gè)波段的光？其次是在這個(gè)波段，透光率到底是多少？所以，最好有一個(gè)透過(guò)率的曲線。這樣就能從以上兩方面定量地描述透光情況了。比如一般的透明PC材料，看起來(lái)很透明，但透光主要從400 nm開始，而UVA波段（<380 nm）以下的光都被阻隔了。所以，如果用UV膠粘接PC，選365 nm固化的膠水和365 nm的燈，其實(shí)也是不合適的，因?yàn)镻C把365納米的光都阻隔掉了，最終膠水還是無(wú)法吸收到365 nm的光線。
所以，波普匹配，要考慮的因素是素材的透光性能，膠水內(nèi)光引發(fā)劑的吸收譜和UV燈的發(fā)光譜三者的匹配。只有三者之間有重疊，才算匹配，而且重疊度越大，匹配度越高。固化效果就越好。
重要參數(shù)：光強(qiáng)——并非越高越好！
在LED UV固化設(shè)備越來(lái)越流行的當(dāng)今，很多LED UV固化設(shè)備供應(yīng)商在銷售宣傳時(shí)，都把高的光強(qiáng)作為一個(gè)賣點(diǎn)大肆渲染。但從應(yīng)用的角度來(lái)講，并非光強(qiáng)越高就越好，要具體問(wèn)題，具體分析。解釋如下：
對(duì)部分膠水，光強(qiáng)過(guò)強(qiáng)，反而粘接效果不好，或者固化效果不好。有些膠水在光強(qiáng)過(guò)強(qiáng)的情況下，反應(yīng)速度會(huì)大幅度提升，導(dǎo)致膠水內(nèi)部以及界面的應(yīng)力過(guò)大。反而使得最終整體的粘接強(qiáng)度下降；有些膠水，當(dāng)適度提高光強(qiáng)時(shí)，表干效果會(huì)改善，但隨著光強(qiáng)的進(jìn)一步提高，表干效果反而會(huì)更差。
膠水中的光引發(fā)劑的含量是一定的，每種光引發(fā)劑與光子的反應(yīng)速度也是固定的。當(dāng)光劑量超過(guò)了光引發(fā)劑的吸收能力，則再高就沒(méi)有太大意義了。
相對(duì)于更高的光強(qiáng)，波普匹配更加重要。如果波普不匹配，再高的光強(qiáng)，也無(wú)法讓膠水固化。
UV固化設(shè)備的類型
如前所述，UV固化設(shè)備也有不同的類型，從發(fā)光原理角度來(lái)講，可分為：有極汞燈，無(wú)極燈以及LED燈三類。有極汞燈，又分為低壓汞燈、中壓汞燈和高壓汞燈。其特點(diǎn)是寬波普，一般光強(qiáng)不高，發(fā)熱量較大，壽命一般在1500 小時(shí)左右；無(wú)極燈，最早是美國(guó)一家公司的專利產(chǎn)品，靠微波激發(fā)發(fā)光，但專利保護(hù)期已過(guò)。國(guó)內(nèi)目前也出現(xiàn)了類似產(chǎn)品。此類燈光強(qiáng)高、光衰少、開關(guān)無(wú)需等待，發(fā)熱量大，能耗高，燈泡壽命比汞燈明顯長(zhǎng)，大概在6000到8000小時(shí)左右；LED燈，是近些年出現(xiàn)的新技術(shù)，主要是靠LED芯片發(fā)出特定的波段的光譜，一般365 nm，385 nm，395 nm及405nm等波段比較常見，偶爾也有見460 nm的。是目前發(fā)展最快的新型UV固化設(shè)備，按照冷卻方式，又分為風(fēng)冷和液態(tài)冷卻，一般壽命在20000 小時(shí)左右。
一般來(lái)講，在電子制造領(lǐng)域進(jìn)行UV膠水的固化，選LED UV固化設(shè)備是一個(gè)趨勢(shì)，主要還是由它在發(fā)熱量、節(jié)能環(huán)保、壽命、光強(qiáng)的均勻性、開關(guān)反應(yīng)時(shí)間、設(shè)計(jì)靈活性、體積等方面，具有傳統(tǒng)放電式汞燈無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。但這并不是一個(gè)定律。有時(shí)候由于使用膠水的特殊性，或許選傳統(tǒng)汞燈更有利于達(dá)到預(yù)期的產(chǎn)品性能。比如有些環(huán)氧類型的UV膠，在固化的時(shí)候，UV設(shè)備發(fā)出的“熱量”可以幫助它實(shí)現(xiàn)更好的固化，而LED是“冷光源”，用此類設(shè)備固化這些環(huán)氧類型的UV膠，就不是最合適的。另外，有些亞克力類型的UV膠，表干效果不好，為了改善表干效果，使用無(wú)極汞燈就是不錯(cuò)的選擇。關(guān)于這方面，可以咨詢膠水供應(yīng)商和設(shè)備供應(yīng)商，聽取他們專門的意見和建議。
成本因素，如何考量？
成本是所有企業(yè)都要考慮的一個(gè)因素，尤其是一次性的設(shè)備投入，當(dāng)采購(gòu)數(shù)量多，金額比較大時(shí)，更值得關(guān)注。但往往在考慮成本的時(shí)候，企業(yè)更容易關(guān)注一次性的直接采購(gòu)成本，而忽略了其他方面的隱形成本。比如能耗造成的間接成本，這種成本是長(zhǎng)期的，所以也必須考慮。另外，正常維護(hù)保養(yǎng)的成本，也值得關(guān)注，比如傳統(tǒng)的放電式的UV設(shè)備，有UV燈泡的更換成本，有些帶液態(tài)冷卻系統(tǒng)的，也有額外的維護(hù)成本等。而由于質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的額外停工停產(chǎn)的成本，不在本文考慮之列。但確實(shí)也是值得關(guān)注的，所以，選擇品質(zhì)好的大品牌是減少這方面成本的關(guān)鍵，有時(shí)候不能一味追求直接采購(gòu)成本低。價(jià)格過(guò)低的產(chǎn)品往往會(huì)偷工減料，質(zhì)量把控不嚴(yán)，給后續(xù)的生產(chǎn)帶來(lái)隱患，這種成本其實(shí)反而比較高！
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸
還有一個(gè)在選擇UV設(shè)備時(shí)不得不考慮的因素就是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)外形設(shè)計(jì)和尺寸。這包含如下幾個(gè)方面：
發(fā)光區(qū)的形狀
按照發(fā)光區(qū)域的形狀，可以把UV燈分為點(diǎn)光源、線光源、環(huán)形光源、面光源等等。一定要結(jié)合自己產(chǎn)品的大小，具體的應(yīng)用和產(chǎn)線的設(shè)計(jì)（比如流水線式的還是工位式的）來(lái)定。
有效發(fā)光面積
有效發(fā)光面積是指光源的發(fā)光面積占光源所在平面的比值，類似于手機(jī)的屏占比。有效發(fā)光面積越高，越有利于光源（燈頭）在產(chǎn)線的集成安裝和多臺(tái)UV設(shè)備的無(wú)縫拼接。
總的體積大小
這對(duì)于產(chǎn)線布置，有效提升生產(chǎn)場(chǎng)地的使用率等十分重要，尤其是大規(guī)模生產(chǎn)的時(shí)候，是一定要考慮的因素。
安全因素
安全是生產(chǎn)型企業(yè)永恒的話題。對(duì)于購(gòu)置UV燈這樣的工業(yè)專用設(shè)備，同樣也要考慮安全因素。首先要關(guān)注對(duì)操作人員的安全防護(hù)。因?yàn)閁V設(shè)備會(huì)發(fā)出紫外光，較低波段的紫外光對(duì)人體，尤其是眼睛會(huì)有傷害。所以，負(fù)責(zé)任的供應(yīng)商一般都會(huì)在提供設(shè)備時(shí)也配套相應(yīng)的防護(hù)措施，至少要告知使用單位并監(jiān)督指導(dǎo)做好防護(hù)工作；其次是生產(chǎn)質(zhì)量安全問(wèn)題，這里面也包括很多方面，比如燈頭是否有過(guò)熱保護(hù)及報(bào)警功能，是否有燈珠/模塊失效報(bào)警功能，是否有光強(qiáng)超限報(bào)警功能等。甚至提供報(bào)警聯(lián)動(dòng)信號(hào)及防呆系統(tǒng)，也就是說(shuō)，不只是報(bào)警，而且設(shè)備輸出信號(hào)，使產(chǎn)線立刻停止，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，防止次品產(chǎn)生。
服務(wù)
很多時(shí)候，大家采購(gòu)設(shè)備往往比價(jià)格，看質(zhì)量，查硬件，卻容易忽視供應(yīng)商的軟實(shí)力，那就是服務(wù)！這包括供貨周期和供貨能力，免費(fèi)服務(wù)/質(zhì)保期限，配件訂購(gòu)周期，設(shè)備供應(yīng)商的反應(yīng)時(shí)間，是否可以擴(kuò)展配套設(shè)備和提供整體解決方案的能力等。好的服務(wù)無(wú)疑為后續(xù)的安全、順利高效生產(chǎn)保駕護(hù)航。
總結(jié)
以上從實(shí)用的角度對(duì)電子制造領(lǐng)域選擇UV固化設(shè)備要考慮到的方方面面進(jìn)行了梳理。主要是希望廣大企業(yè)和相關(guān)負(fù)責(zé)人在選擇UV固化設(shè)備時(shí)，少犯錯(cuò)誤，少走彎路。減少因?yàn)殛P(guān)注點(diǎn)不全面而造成的人為損失。其實(shí)，在選擇UV固化設(shè)備時(shí)，只要考慮到如上列舉的因素，基本上就能找到最合適的UV固化設(shè)備了。最合適的就是最好的，而非最便宜的或者最貴的。
