СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №1/2016

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 16 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2016 УФ/видимый свет 1. Жидкое состояние СОМ до реакции 2. Фотоинициаторы порождают свободные радикалы 3. Распространение полимеров 4. Окончание полимеризации (терминация) Фотоинициатор Добавка/модификатор (для тонкой настройки) Мономер (для получения специфических свойств материала) Олигомер (для получения основных свойств материала) Переход от традиционных ламп к светодиодным источникам для светоотверждения материалов Рис. 1. Типичные компоненты светоотверждаемого материала Рис. 2. Процесс светоотверждения Светодиоды продолжают успешно вытеснять традиционные источники света не только в домохозяйствах и общественных местах, но также в узкоспециализированных областях. Одной из таких областей является светоотверждение – затвердевание материалов под действием света определённого диапазона длин волн. Преимущества светодиодов в этой области позволяют выйти на новый уровень технологий, однако переход на новые источники света редко осуществим простой заменой лампы на светодиоды. Обычно он связан с рядом изменений в конструкции и технологиях, в том числе, для используемых материалов. О том, каковы трудности и слагаемые успеха на этом пути, рассказывает эта статья [1]. Перевод: Алекс Карабуто В англоязычной литературе для све- тоотверждаемых материалов обычно используется аббревиатура LCM (Light- Curable Materials). В русскоязычных же источниках общепринятого сокраще- ния для них пока не сформировалось. Можно предположить, что наиболее адекватным сокращением послужит СОМ (светоотверждаемые материалы). На данный момент такие материалы часто упоминаются в связи с медици- ной, однако этим использование СОМ отнюдь не ограничивается. Композит- ные СОМ находят всё больше разно- образных технических применений, в том числе – при производстве элек- троники. К АК РАБОТАЕТ СВЕТОДИОДНОЕ ОТВЕРЖДЕНИЕ Для использования СОМ со свето- диодными источниками для отвер- ждения физико-химические процес- сы в этих материалах должны быть совместимы со светом от выбранного светодиодного источника и другими параметрами технологии. Поэтому для понимания преимуществ и ограниче- ний применения светодиодных источ- ников света для самоотверждения ком- позитных материалов (см. рис. 1) необходимо выяснить, что же проис- ходит во время затвердевания под дей- ствием света. Когда светодиодный источник излу- чает энергию нужного спектрального диапазона, фотоинициатор полимери- зации во фрагментах СОМ формиру- ет свободные радикалы, что запуска- ет процесс затвердевания (см. рис. 2). В процессе светоотверждения моле- кулы СОМ расщепляются на свобод- ные радикалы, которые затем начина- ют формировать полимерные цепочки с мономерами, олигомерами и други- ми ингредиентами до тех пор, пока все компоненты не образуют твёрдый полимер. Под действием интенсивно- го света жидкий СОМ полимеризуется (затвердевает). Окончание процесса затвердевания иногда называют тер- минацией (Termination). Этот процесс во многом подобен тому, который происходит при облу- чении СОМ лампами широкого спек- тра, но с одним важным отличием. Дело в том, что светодиоды излучают свет в более узком диапазоне длин волн, чем обычные лампы. Поэтому светоотверж- даемые материалы необходимо созда- вать такими, чтобы они эффективно полимеризовались в том узком спек- тральном диапазоне, который излуча- ет выбранный светодиодный источник. Это отличие может повлиять на отвер- ждение многих популярных ныне СОМ, особенно если они изначально были оптимизированы для источников све- та с широким спектром. П РЕИМУЩЕСТВА СВЕТОДИОДНОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ Несмотря на отмеченную проблему, у светодиодных источников для отвер- ждения есть ряд преимуществ. Во-первых, светодиодные системы обычно работают при более низких температурах, чем обычные лампы, что обусловлено их меньшим энерго- потреблением и нагревом. И посколь- ку некоторые подложки для нанесения СОМ весьма чувствительны к высоким температурам, с обычными лампами требуется многократное их облучение с пониженной интенсивностью и пере- рывами для охлаждения, чтобы избе- жать повреждения материала от пере- грева (см. рис. 3). Такой подход может потребоваться и для исключения тер- мического расширения подложки или её фрагмента. При переходе на светоди-