技術コラム/技術情報

UVランプを使用したUV照射装置からUV-LEDを使用したUV照射装置に置き換える場合に、まず2つのUV照射装置の特徴を理解しておく必要があります。

UVランプを使用したUV照射装置

UVランプは、幅広い波長域のUV光を高い出力で照射することができるため、さまざまな用途に適用できるメリットがあります。一方で、可視光や赤外光(いわゆる熱線)も同時に放射されるため、熱に弱いワークへUV光を照射する際は注意が必要です。

熱の影響を低減するには、熱線カットフィルターやコールドミラーの使用、ワークへの送風などを行う必要があります。

また、UVランプ自体もジュール熱などにより著しく発熱するため、FANなどの冷却装置が必須になります。装置内は冷却装置の他にランプ電源、ミラーユニット、絞りユニット、シャッターユニット、UVライトガイドなどで構成されることが一般的で、装置が大型となる傾向があります。

ランプの寿命はおよそ1,000～4,000時間で、その他にもシャッター開閉に使用するソレノイド、絞りモーター、冷却FAN、ライトガイドなどが消耗品となります。

UV-LEDを使用したUV照射装置

通常、UV-LEDを使用したUV照射装置は、UVランプを使用したUV照射装置よりも出力は低くなりますが、 UV-LEDは単一波長であるため特定の波長のUV光を照射することができます。

また熱線を放射することがないのでワークへの熱ダメージを抑えることも可能です。発光原が小さいので照射エリアに対する設計自由度が高く、パッケージの配置や光学部品との組み合でワークへ効率良く照射することが可能です。

一般的な装置の構成は、UV-LEDを配置した照射ヘッドと、コントロールユニットと一体となった電源ユニットのみとなり、UVランプを使用したUV照射装置と比較して省スペースとなります。

UV-LEDの寿命は点灯の積算時間でおよそ10,000～数万時間で、その他の消耗品は主に冷却FANのみになります。

UVランプからUV-LEDに置き換えるために

前述の通り、UV-LEDは単一波長のUV光を照射するため、露光や接着、コーティング、印刷などの用途で使用する場合、265nm、280nm、365nm、385nm、405nmなどの単一波長のUV光を照射し、UV硬化樹脂が正常に硬化するか確認する必要があります。

また、必要に応じてUV-LEDの強度を上げる、UV-LED用のUV硬化樹脂を使用するなどの対策を検討します。上記条件を満たした場合、UVランプからUV-LEDに置き換えた際に様々なメリットがあります。

まず、UV照射ヘッドが小型で形状にも融通が利くため、様々な場所に設置が可能になります。UVランプでは必須だった常時点灯も不要で、即時のON/OFF切り替えができ熱線も放射しないため、熱に弱いワークへのUV照射も可能となります。

また、Hg(水銀)などの金属蒸気を使用していないこと、UVランプと比較して長寿命で消費電力も少ないため、CO2排出量の削減など環境負荷の低減に繋がります。

メンテナンス性も良好で、消耗品も主にUV-LEDとFANとなるためランニングコストの削減も可能です。

UV-LEDを使用したUV照射装置のアプリケーション

ここからは、UV-LEDを使用したUV照射装置の具体的なアプリケーションについて紹介します。

脱臭・消臭器用UV照射装置

空間の脱臭・消臭用途として、UV照射装置が搭載される脱臭装置があります。365nm等の近紫外線LEDと光触媒により脱臭効果を持つ装置が多く、殺菌効果のある深紫外線265nm、280nmのLEDが用いられることもあります。脱臭・消臭装置は、多くの場合小型であり長寿命の必要性もあって、光源としてはUV-LEDが用いられます。

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表面コート剤硬化用UV照射装置

表面コート剤硬化装置のUV光源には、一般的にUVランプが用いられていますが、UV-LEDへの置き換えが検討されています。UV-LEDの置き換えにより待機時間(立ち上がり)と発熱の改善、Hgレス等が実現できます。

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カメラモジュール組立装置用紫外線(UV)照射装置

カメラモジュール用組立装置の中で、レンズとフレームの接着用途で、UV照射装置は用いられています。

これまで、カメラモジュール用組立装置では、UVランプ用の接着剤が用いられていましたが、UV-LED用の365nmで硬化する接着剤が開発されており、UV-LEDを光源とした照射装置の開発が進んでいます。

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FPD露光装置用紫外線(UV)照射装置

FPD露光装置の中で、レジストをスピンコートした際に発生する、液晶パネル周辺部の不要レジストを除去するために、UV（紫外線）照射装置が用いられています。

レジスト除去用UV照射装置について、光源にはUVランプが使用されることが一般的です。しかし、角度成分をはじめ、光成分を合わせることで、UVランプからUV-LEDに置き換えることも可能です。

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