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LA POLYMÉRISATION UV : C’EST QUOI ? 

La polymérisation consiste à changer l’état de la matière, autrement dit, un produit appliqué sous forme liquide ou pâteuse devient solide après irradiation.

La réticulation par UV est un domaine spécialisé. Il faut déterminer la puissance, le temps et surtout le procédé d’exposition pour que le process fonctionne correctement.

Il existe deux types de réticulation :

  • Par radicaux, ces derniers sont libérés par les rayonnements UV et déclenchent la polymérisation. La réticulation peut être contrôlée et exécutée en plusieurs étapes
  • la réticulation cationique relâche des acides qui entraînent la polymérisation. Une fois la réaction déclenchée, celle-ci ne peut plus être arrêtée.

Le durcissement par UV est la polymérisation d’un matériau lorsqu’il est exposé à la lumière ultraviolette.

La lumière UV est comprise entre 100 nm et 400 nm. Il existe plusieurs compositions de produits de dépose et protection UV, nécessitant différentes longueurs d’ondes UV pour polymériser.

Soit sur un spectre englobant les rayons UV-A à UV-C, on parle alors d’une « lampe UV Arc» ; soit sur une longueur d’onde UV spécifique, on parle alors d’une source LED (UV-A).

La plupart des vernis de tropicalisation UV industriels durcissent en profondeur par les UVA et en surface par les UVC .

La combinaison du temps et de l’intensité définit la dose d’exposition, cette dernière est indépendante de la focalisation. Ici les courbes grise et orange ont subi la même dose mais avec une focalisation différente.

Les matériaux ont un seuil d’intensité pour initier la polymérisation, qui doit être maintenu pendant un temps donné pour terminer le processus (radicaux libres). Toute dose inférieure à ce seuil ne permet pas la polymérisation complète et peut avoir un effet négatif, d’où l’importance du contrôle de tous ces paramètres.

POURQUOI LA POLYMÉRISATION UV ? 

La productivité est un axe de développement primordial dans l’industrie d’aujourd’hui et de demain.
La technologie UV permet d’y répondre grâce à une empreinte au sol minime et des cycles de production courts en comparaison des autres procédés existants.

Le second axe tout aussi important est l’impact environnemental. Il est réduit grâce à l’absence de solvant dans les vernis utilisés.
Par conséquent, non seulement les lignes de polymérisation ne nécessitent pas de retraitement des solvants mais l’impact énergétique s’en trouve grandement réduit.

C’est dans cet optique que nous proposons nos gammes de fours de polymérisation UV et vous accompagnons dans l’amélioration de votre production.

LES TECHNOLOGIES UV PAR EXELSIUS

EXELSIUS a développé une gamme de fours UV au design unique qui assure le contrôle de process en temps réel.

Les principes sont axés sur la gestion des paramètres clés de la polymérisation. À savoir l’intensité, la dose le temps et la température. La régulation en boucle fermée permet de définir la dose et de maintenir l’intensité nécessaire dans le temps.

Nos équipements permettent de contrôler, ajuster le process pour éliminer toute dérive tout au long de la production.

Indépendamment du module utilisé, la régulation breveté EXELSIUS permet d’assurer la fiabilité du process et de compenser l’éventuelle usure de la source UV, par la mesure et la correction de la puissance UV en temps réel.

Le profil d’exposition requis en UV est ainsi maintenu et contrôlé dans le temps. Cette fonction propriétaire permet de communiquer directement avec des MES et d’assurer une traçabilité de la production. Autrement dit un facteur clef pour un suivi qualitatif de la production.

EXELSIUS PROPOSE DEUX TECHNOLOGIES UV : 

EXELSIUS product XUV

MODELE ARC 

EXELSIUS product XUV LED

MODELE LED


Spectre large, UV-C, UV-B et UV-A

Process : 

  • Flexibilité en terme de process de polymérisation UV (couvre un spectre large)
  • Différents dopages sont disponibles, offrant des variantes sur le spectre. Il suffit de changer la lampe, le reste de l’équipement est inchangé.
  • Ajustable en hauteur avec des largeurs de réticulation de 220 ou 420mm.
  • Aucune interférence avec les réseaux Wifi.

Limites : 

  • Cette technologie émet une quantité importante d’IR, apportant de la
  • chaleur au produit (60 à 90°C fonction des paramètres de polymérisation).
  • Si le produit est trop sensible à la température, cela peut devenir critique.
  • Temps de chauffe de l lampe allant jusqu’à 10min en moyenne
  • N’est pas compatible avec des modes de productions On/Off à répétition au risque d’accélérer le vieillissement de la lampe.

 

Spectre autour d’une longueur d’onde définie dans les UV-A (ici 395nm).

Process : 

  • Différentes longueurs d’onde sont disponibles sur demande (365, 385,395, 405nm).
  • Peu de chaleur apportée au produit, nous restons sous les 40°C, voir 30°C en
  • fonction des paramètres de polymérisation.
  • La durée de vie d’une lampe UV LED est de l’ordre de 20000 heures
  • Technologie compatible avec une production flexible de type on/off

Limites :

  • Compatibilité restreinte en cas de changement de produit à polymériser. Il faut un module LED avec son propre contrôleur pour chaque longueur d’onde

Largeur d’insolation utile de 420 mm :
Puissance installée :

  • 7kW (lampe top uniquement)
  • 14kW (lampes top/bot)
  • 550 m3/H d’extraction par module

Largeur d’insolation utile de 220 mm :
Puissance installée :

  • 4,9kW (lampe top uniquement)
  • 9,8kW (lampes top/bot)

Soit 30% de réduction de consommation

Largeur d’insolation utile 450 mm ou 250mm
Puissance installée :

  • 2kW (module LED top uniquement)
  • 3kW (modules LED top/Bot)
  • – 150 m3/H d’extraction (extraction calorie et odeur vernis)

 


Durée de vie :

  • Lampe mercure (technologie Everclear) : env. 3000h à 4000h
  • Lampe dopée au fer : env. 750h à 1250h
  • Lampe dopée au gallium : env. 1000h à 1500h

Remplacement d’une lampe

  • Temps intervention : 5 minutes
  • Cout lampe : faible
Durée de vie :

  • env. 20 000 Heures (fonction de la puissance utilisée)

Remplacement d’une matrice LED

  • Temps d’intervention : 60 minutes
  • Cout d’une matrice LED : élevée

Dimension four XUV

L 1400 x l 1190 x H 1400mm
Soit une surface de 1,68 m²

Dimensions four UV LED

L 800 x l 1190 x H 1400mm
Soit une surface de 0,96 m²


 

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Nous serons ravis de vous renseigner et de vous accompagner pour votre futur projet !

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Context:

Coating material commonly use 365nm UV tracer to enable automated and visual inspection of the conformal coating. Some material and especially FLUORINATED POLYMER are applied in very thin layers and tracers used can be photo illuminated only under 254nm UV-C wavelength source.

Problem:

With a small thickness and a poor level of tracers, the inspection station required a high intensity UV light. However, using a UV-C source on a visual inspection equipment can seriously injured operators’ eyes. Also, the low amount of tracers required a low quantity of the visible light to enable enough contrast and therefor clearly see the coating on the PCBA.

EXELSIUS’ solution:

EXELSIUS solution was to modify its standard visual inspection equipment the XVIEW. The equipment is using 365nm LED as standard to control and inspect common coating material. In order to be able to see the FLUORINATED POLYMER (3M™ Novec™ 2704), some upgrades were required:

  • Integrate an UV-C 254nm source
  • Reduce to minimum the visible light inside the equipment
  • Avoid any UV-C light to escape from the XVIEW

In addition, inlet and outlet shutters were added to prevent any UV-C contact with the operator.

The tests performed with wet and dry conformal coating are positive and allowed any operator to inspect the board and clearly identify coating material on the board.

As a solution provider EXELSIUS has adapted and customized its standard equipment to meet specific customer requirement in order to fully satisfy their needs.

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