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UV膠是什麼?從成分與原理深入探討應用,認識黏合方案新寵
UV膠是許多產業採用的黏著劑,本文將介紹UV膠是什麼,透過原理和優勢說明,帶出UV膠用途和產業應用方向,最後回答常見問題。如有採買工業用UV膠需求,台灣積水化學推出多種性能各異的產品,推薦前往選購!
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| 一、UV 膠如何利用紫外光實現高效黏合?UV 膠成分、原理、優勢揭密 (三)UV 膠為何成為不同產業都愛用的黏著劑?6 大優勢一次看 |
一、UV 膠如何利用紫外光實現高效黏合?UV 膠成分、原理、優勢揭密
在對於生產效率和精度要求越來越高的今天,黏著技術已不再只是輔助,而是影響品質與良率的關鍵因素。UV 膠憑藉光引發劑成分,讓膠體必須經過紫外線照射才能固化,使黏合過程變得更可控、應用更具彈性,逐漸成為各產業常用的黏著劑。下面將從 UV 膠的基本成分與固化原理談起,並進一步介紹它的優勢,協助您建立對 UV 膠性能的完整理解。
(一)UV 膠是什麼?成分有哪些?
UV 膠是一種必須經紫外線(UV)照射,才會快速硬化的光固化黏著劑,因此在使用上比一般在短時間內便自動風乾黏合的黏著劑方便,更適用於講求細緻精確、需反覆微調至完全正確位置的黏合情境,再加上固化速度快、透明度高、耐黃變等特性,目前廣泛應用於美業、電子、光學、醫療與精密組裝等領域。
UV 膠的主要成分包含光敏樹脂、光引發劑、活性稀釋劑,也可依需求加入不同助劑,如改質劑、流平劑、抑制劑,來改變韌性、流動性、耐熱性等方面的表現。當配方中的光引發劑吸收 UV 光能後,便會啟動聚合反應,使膠體迅速固化。
- 光敏樹脂:光敏樹脂(如丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯)是膠體的主體結構,固化後形成堅固的三維網狀骨架,決定黏著力、耐熱性與機械強度。
- 光引發劑:光引發劑會在吸收紫外光後,分解或激發產生高活性的反應物如自由基或陽離子,啟動分子間彼此連結、延伸、交聯的聚合反應,進而固化。由此可見,光引發劑是決定固化速度與效率的關鍵。
- 活性稀釋劑:活性稀釋劑又稱為單體,用來調整黏度與流動性,也會共同參與聚合,使成品更致密,兼具良好的濕潤性。
透過這 3 者的配比調整,可以製作出針對不同用途和強度的 UV 膠。一般來說,較低強度的 UV 膠用於手作中貼合塑膠片、金屬片等環節,而高強度的 UV 膠主要用於工業加工,如半導體、電子、光學領域等,也有用於醫療產業和美業的例子,如補牙材料固化和光療美甲。
(二)UV 膠固化黏合原理解析
光敏樹脂本身含有可聚合的化學鍵(如 C=C 雙鍵),但在常溫與未受刺激的狀態下,它不會自行反應,必須依靠光引發劑啟動固化流程。當膠體暴露於特定波長(依產品而異)的紫外線後,光引發劑吸收光能後會分解或活化,釋放出自由基或陽離子,這些活性粒子會與立即光敏樹脂分子發生反應,攻擊光敏樹脂末端的雙鍵,使其產生活性端,促使原本分散的樹脂結構開始互相連結,亦即進行鏈增長與交聯反應,逐漸固化。
由於配方中的單體也帶有可聚合雙鍵,因此同樣會遭到「攻擊」並接入聚合網路。單體分子體積小、流動性高,不僅能填補樹脂之間的空隙,也能提供額外交聯點,提升固化後的密度與強度。這個反應能在數秒至數十秒內完成,使 UV 膠從液態轉為高強度固態,牢牢黏著基材,滿足快速固定與結構穩定的應用需求。
(三)UV 膠為何成為不同產業都愛用的黏著劑?6 大優勢一次看
- 固化速度極快:UV 膠只需照射特定波長的紫外光,即可在數秒至數十秒內由液態迅速轉為固態,完成穩定黏合。相較傳統需長時間等待乾燥或加熱固化的黏著劑,能大幅縮短作業時間,跟上越來越快的生產步調。
- 固化條件可精準控制:UV 膠在未照光前不會發生固化反應,操作人員可先進行定位、校正與微調,待位置確認後再進行照光固化。這項特性有助於提升組裝精度與良率,對於精密零組件製程尤為重要。
- 避免熱製程:相比起熱固化黏著劑,光固化黏著劑使用過程無須加熱,減少熱製程對元件損害的風險,即使是耐熱性較低的塑膠材質、電子元件也一樣適用。
- 高透明度與光學穩定性:多數 UV 膠在固化後可呈現高透明、低霧度的外觀,且不易隨時間產生黃變或霧化現象,能維持良好且穩定的光學品質。
- 無溶劑配方:UV 膠不含揮發性溶劑,固化過程中不需等待溶劑揮發即可成型,VOC (揮發性有機化合物)排放低,化學組成更潔淨、安全,降低環境汙染。
- 機械與化學性能優良:經固化後的 UV 膠可形成高交聯密度的網狀結構,具備良好的黏著強度、耐衝擊性與耐化學性,能因應不同產業對耐久性與可靠度的要求,適用範圍相當廣泛。
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二、UV 膠用途有哪些?工業用 UV 膠 4 個應用方向一覽
正因為 UV 膠有著上述種種優勢,目前已在不同的產業中獲得廣泛應用,成為組裝、保護、封裝、結構補強等加工環節中常用的黏著劑。以下將聚焦工業用 UV 膠的實際用途,從半導體、光學、電子到醫療器材等 4 類行業方向切入,說明它在不同產業中所扮演的角色與帶來的價值。
(一)半導體製作
在半導體製程中,製程節拍與定位精度是影響良率的關鍵因素。UV 膠常應用於晶片貼附(Die Attach)、晶圓切割時的保護固定、晶圓表面保護膜等不同環節,由於固化時機可精準控制,可先完成定位與對準,再透過照光快速固化,有助於減少製程等待時間與位移風險,封裝穩定性更佳,整體產線效率也能有所提升。
(二)光學元件製作
光學組件對透明度與光學穩定性等要求極高,而 UV 膠正好能滿足這些嚴苛條件。它常用於鏡片貼合、光導板製作、稜鏡黏接、顯示器與鏡頭模組封裝,以及各種光學結構的精準固定。由於 UV 膠在未固化前具備良好流動性,可進行微米級對位;照光後則迅速固化,避免元件因等待時間而產生偏移,再加上不易黃變、霧化的特點,使產品的光學精度更有保障。
(三)電子元件製作
在電子製造領域,UV 膠可用於 SMT 補強、元件定位固定、連接器與揚聲器結構補強、OLED 螢幕防濕封裝、局部灌封與防護等應用。其優勢在於固化迅速、強度高、耐震動與具有良好的電氣絕緣性,能在有限空間內提供可靠保護。此外,因為固化方式可控,UV 膠特別適合高速自動化產線,可搭配點膠設備、燈源模組等形成節拍式加工流程,提升生產效率並降低不良率。
(四)醫療器材製作
醫療級 UV 膠能在不經加熱和無溶劑的條件下固化,不會對塑膠、感測元件或生物材料造成損害,並能符合 ISO 10993 生物相容性標準,因此適用於製作輸液管接頭、透明外殼封裝、血液分析晶片、微流體裝置、感測模組等一次性或高精密醫療設備。快速固化特性也能縮短製程時間,降低製造過程中的汙染風險,有利於提升產能與衛生管理。
※並非每一種 UV 膠都符合生物相容性標準,如有醫療器材生產需求,請務必事前確認。
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三、工業 UV 膠強度有多高?UV 膠常見問題解惑
關於 UV 膠,除了應用場景,強度、黏度、使用方式、注意事項和膠體選擇往往是最多人好奇的問題。下面就以常見問答的形式,說明工業用 UV 膠的強度與黏度概念、正確使用流程、溢膠處理方式,並比較 UV 膠與 AB 膠在性能與製程上的差異,助您在選擇和使用黏著劑時更得心應手。
Q1:工業 UV 膠強度和黏度約多少?
想要了解 UV 膠有多「黏」,首先要釐清「強度」和「黏度」2 個概念:
- 強度:強度用來描述 UV 膠在完成固化後對外力作用的承受能力,它反映的是膠層在實際使用狀態下,是否能長時間維持結構穩定,避免因外力、震動或應力集中而產生脫落或破壞,與材料最終的可靠度與耐久性密切相關。
- 黏度:黏度是指 UV 膠在未固化前的流動特性,會直接影響點膠、塗布與填縫時的操作表現,黏度越低越容易流動。黏度屬於加工與製程階段的重要參數,本身並不直接代表固化後的機械強度。
工業 UV 膠的強度通常以 MPa(每平方公分承受 10 公斤的力)表示,多數丙烯酸酯系 UV 膠的剪切強度約 3~10 MPa,具備良好的耐受外力能力。而黏度則以 CPS (液體抵抗流動的阻力,水為 1 CPS)表示,範圍依配方差異極大,一般約為 30~300,000 CPS。低黏度 UV 膠流動性佳,容易滲入細小間隙或複雜結構;高黏度 UV 膠則較不易流動,有助於在立面或立體結構中保持形狀、避免溢流。
Q2:UV 膠用法是什麼?有哪些注意事項?
UV 膠的基本使用流程通常為:點膠 → 對位 → 照光固化。
在實際操作過程中,應避免膠體於未定位完成前受到強光或紫外光照射,以防止局部提前固化,影響貼合品質。對位階段也需保持作業環境穩定,避免震動或位移,確保組裝精度與接著一致性。
進行照光固化時,應確認所使用的光源波長、光強度與照射時間符合產品與配方設計規範,若照射條件不足,可能導致固化不完全,進而影響最終的黏著強度與耐久性。若基材為高吸光性或不透明材質(如金屬、黑色塑膠)時,一般 UV 光難以有效穿透,需選用可見光固化型或延遲固化型的特殊配方,以確保膠體在遮光區域仍能完成固化反應。
Q3:UV 膠溢膠該如何處理?
未固化的溢膠可用軟布直接擦拭;若已部分固化,可先用刮片清除,再以溶劑如丙酮、酒精來輔助清潔。完全固化後的 UV 膠則屬惰性固體,不易分解和發生化學反應,需以刀片、精密夾具刮除,或用局部加熱軟化的方式,才能較好地移除。
為了避免溢膠影響外觀或光學性能,建議在點膠時嚴密膠量,並借助限位結構來限制元件的位置,以免偏移造成膠體溢流,或採用自動化點膠治具取代人工點膠,降低因操作失當而導致溢膠的機率,提升生產品質。
Q4:UV 膠和 AB 膠的差別是什麼?
UV 膠是單液型膠體,開管後可直接使用、無須混合,透過紫外光光源啟動反應,可在數秒至數十秒內完成固化並形成穩定黏著結構,適合用於高速生產和精密製程。不過,其使用前提為膠體必須能有效接受光照,對於完全遮光或不透明材質,需搭配特殊配方才能確保固化完整。
AB 膠(雙組份環氧膠)則透過 2 種組分混合後的化學反應固化,機械強度高、耐熱性佳,且對不透明材質黏著性出色,不過由於固化時間較長、內應力較高,在操作上較受限制,較適合用於結構固定、重負載的產品之中。
| UV 膠 | AB 膠(雙組份環氧膠) | |
| 膠體型態 | 單液型 | 雙組份(A、B 需混合) |
| 固化方式 | 需經紫外光或特定波長光照射啟動固化 | A、B 組分混合後發生化學反應固化 |
| 固化速度 | 快速,約數秒至數十秒 | 較慢,依配方為數分鐘至數小時 |
| 固化可控性 | 高,可在對位完成後再照光固化 | 低,混合後即開始反應,受可使用時間限制 |
| 適用材質 | 透明或可透光材質為主 | 不透明材質(如金屬、深色塑膠)表現穩定 |
| 透明度 | 高,多為透明或近透明 | 多為不透明或半透明 |
| 強度 | 中至高(依配方而定) | 高,適合結構性接著 |
| 耐熱性 | 中 | 高 |
| 製程效率 | 高,適合自動化與高速產線 | 較低,需配合混膠與固化時間 |
| 常見應用 | 電子、光學、精密組裝 | 結構固定、重負載應用 |
四、工業用 UV 膠推薦SEKISUI 台灣積水化學,加工製程更高效可靠
在追求工業製程高精度與高效率的風潮中,UV 黏著劑的角色也變得越來越重要。SEKISUI 積水化學憑藉長年深耕高分子材料的研發實力,針對半導體、電子、光學與精密製造需求,提供性能穩定、配方成熟的 UV 黏著解決方案,協助客戶在高速生產環境中兼顧產品品質。
目前,我們根據不同的生產需求,設計了以下 3 大 UV 膠系列:
- UV 遲延固化低透濕接著劑【Photlec E 系列】:具備特殊的延遲固化設計,照射紫外光後 5~30 分鐘內仍可微調位置,如需加速固化,則可藉由加熱硬化,兼顧不耐高溫材質和產線效能 2 類需求,使用者可自行調整,增加製程彈性。加上低透濕、低排氣的特性,進一步降低濕氣和多餘氣體影響元件運作或光學反應的可能性,讓封裝、防護、組裝等加工製程的成果更加可靠。
- UV 接著劑【Photlec A 系列】:主打耐熱性與耐藥品性,兼具高透明度、高折射度、低透濕性,照射紫外光後馬上黏合,適用於光學元件製作、液晶器材封口、FPC 基板電極保護。
- UV 濕氣固化接著劑【Photlec B 系列】:結合膠帶和黏著劑的優勢,在照射紫外光後膠體會變成半固體、初期黏著力高,方便操作細線塗布,同時避免了溢膠問題,並節省了壓合等待膠體乾燥的時間,加快產線效率。主要適用於智慧手機、光學元件、大型面板的固定。
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