电子行业对效率和设备质量的需求不断飙升。要满足这些要求可能具有挑战性，但采用先进、非传统的工作流程可以使其更易于管理。紫外线(UV)固化过程就是一个完美的例子。
紫外线固化并非新技术，红外线和热固化也仍是事实上的行业标准。但随着半导体变得越来越敏感，质量要求越来越高，改用紫外线固化越来越有利。
UV固化工艺的一个优势是，它能产生比传统工艺更有弹性的粘接。UV固化表面通常更耐磨损和耐化学作用，从而使芯片更坚固，设备寿命更长。
(来源：Adobe AI生成)
这一优势在物联网应用中尤为重要。2023年联网物联网设备数量超过了166亿台，而这一数字还在不断增长。与此同时，电子工程师必须确保必须确保更多设备能够承受更恶劣的条件，因为许多物联网设备在室外或工业环境中工作。
粘合力更强意味着物理冲击、高温和极端湿度等压力不会损害芯片的完整性。因此，使用这些元件的电子产品可以满足更广泛的使用需求。
同样，紫外线固化对敏感材料的生产风险较小。虽然硅资源储量丰富且耐热性强，但并非所有半导体材料都具备这些特性。例如，锗在太阳能电池和光纤中至关重要，但它对高温敏感。因此，传统的粘接方法可能会损害以锗为基础的设备。
热固化环氧树脂可以提供合理的强度，但制造商可能会损害锗等材料的完整性。此外，缺陷可能直到最终用户开始使用设备后才会显现出来，进而导致客户不满和忠诚度下降。
与红外线不同，紫外线不会导致材料温度明显升高，因此是粘合精密金属的更安全选择。除了保护公司形象外，它还可以减少资源短缺的影响，在供应链中断的情况下，资源短缺越来越令人担忧，因为制造商因粘合错误和类似的生产缺陷而损失的材料很多。
紫外线粘合也比其他方法更有效。由于紫外线辐射非常强烈，它不需要几分钟或几小时固化粘合，而可以在几秒钟内完成。无需长时间冷却，大大缩短了总体交货时间。
验证紫外线固化过程所需的时间也更少。光谱监测技术可以确保化学反应在一秒钟内完成80%，从而能够以生产速度同步进行测试。这意味着可以有效消除半导体制造中的质量控制瓶颈。
使用紫外线固化粘合剂和油墨几乎不需要人工参与。组件只需在传送带上经过紫外线灯，然后进行光谱分析以验证粘合是否完成。通过减少人工参与，出错的可能性就会降低。
随着电子产品变得越来越小，自动化精度将变得更加重要。半导体通常只有1毫米厚，但包含30层元件和导线。所有人工流程都会带来巨大的错误风险，因此采用精简的工作流程可确保在小型化过程中提高产品质量。
使用自动化固化解决方案还可以弥补电子制造业的劳动力短缺问题。除了提高效率外，这还可以减少工作量，让现有工人专注于其他关键任务。
所有这些优势都具有一个至关重要的辅助效果：降低运营成本。大部分节省都源于紫外线固化工艺的更高效率，生产速度越快，浪费的时间就越少，从而降低了每件产品的相对成本。
此外，紫外线固化还可以降低功耗。例如，这种效率已使一些使用紫外线LED固化的公司节省了85%的能源。将最低的用电量与缩短的交货时间相结合，紫外线固化可以实现大幅的整体改进。
未使用紫外线固化的电子公司应考虑改用该工艺。粘合不是整个设备生产流程最重要的部分，但它可以产生深远的影响，从而提高耐用性、可靠性、效率和成本。
(原文刊登于EDN姊妹网站Electronic Products，参考链接：Why UV curing is crucial for high-quality electronics，由Ricardo Xie编译。)
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