技術コラム/技術情報

半導体製造や工業用途で使用される紫外線照射装置（UV照射装置）の光源は、主にUVランプとUV-LEDの2つに大別されます。紫外線(UV)照射装置の導入を検討する際には、対象物へ効率よくUVを照射するためにいくつか抑えておくポイントがあります。

　

照射する対象（用途・目的）

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、半導体製造における本露光工程やUVインクの乾燥、表面改質・洗浄など、高い照射強度に加え、異なる波長を組み合わせた処理が求められる場合にUVランプが活用されています。

一方、UV-LEDは指向性が高いため局所的な照射に適しています。また単一波長のため、不要な波長によるワークの劣化や熱などのダメージを抑えつつ、特定の波長に感度を持っている物質（材料）に対して効率的にUV反応を進行させることが可能なため、電子部品や光ファイバーの接着、微細部品の硬化などの用途で活用されています。

　

照射エリア

ショートアークのUVランプは、レンズやミラーなどの光学系やファイバーなどを用いることで、スポット照射やライン照射、面照射まで幅広いエリアへの照射が可能です。ロングアークのUVランプは、UV光を集光させる用途には不向きですが、反射板（リフレクター）などを利用することで広範囲に均一なUV光を照射することができます。

UV-LEDは、LED素子やパッケージの配置を工夫することで、スポット照射、ライン照射、面照射など、さまざまな照射形状に対応できます。さらに、UV-LEDの高い指向性を活かし、コリメートレンズなどの光学系と組み合わせることで、より平行光に近いUV光を照射することも可能です。

また、UV-LEDを広い範囲に配置することで大面積照射も実現できますが、UV-LEDの数が多くなる場合には水冷などによる冷却も考慮する必要があります。

　

コストや環境負荷

UVランプとUV-LEDの寿命を比較すると、UVランプはおよそ3～4,000h、UV-LEDはおよそ2～30,000h(積算点灯時間)で交換が必要になります。※使用条件や使用環境などにより時間は変動します。

UVランプは水銀を使用しているため、廃棄時には適切な処理が必要となります。近年では水銀の環境規制が強化されており、ＵＶランプの管理や廃棄によるコストが課題となっています。

一方、UV-LEDは水銀を使用しないため、環境への影響が少なく、規制にも対応しやすいという利点があります。また、UV-LEDは上述したようにUVランプより寿命が長くエネルギー効率も高いためランニングコストの削減につながるといったメリットがあります。

　

まとめ

このように、UV照射装置の選定において、照射対象や用途、必要な波長や照射エリア、コストや環境負荷など、様々な要素を総合的に考慮することが重要となります。

UVランプとUV-LEDにはそれぞれの特性やメリット・デメリットがあるため、目的に応じて最適な光源を選択する必要があります。

　

各用途における紫外線（UV）照射装置のアプリケーション

ここからは、各用途における紫外線（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。

「用途①：洗浄・表面改質」の事例：半導体ウエハ用紫外線(UV)オゾン洗浄装置

「用途②：硬化」の事例：光ファイバーコーティング材硬化用UV照射装置

「用途③：殺菌」の事例：UV水除菌装置

「用途④：露光」の事例：コーターデベロッパ用紫外線(UV)照射装置

「用途⑤：非破壊検査」の事例：蛍光浸透探傷装置用紫外線(UV)照射装置

「用途⑥：脱臭・消臭」の事例：脱臭・消臭器用UV照射装置

「用途⑦：サンシャインウェザーメーター（耐候性試験機）」の事例：サンシャインウェザーメーター用紫外線(UV)照射装置

「用途⑧：乾燥」の事例：UV乾燥機用照射装置

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