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UVC LED封装形式、工艺、材料选用特殊性

2020-09-16 15:08:33

目前,UVC LED封装有三种形式:有机封装,半无机封装(也称“近无机封装”)以及全无机封装。

有机封装采用硅胶、硅树脂或者环氧树脂等有机材料,主要包括Lamp、SMD、陶瓷Molding等产品,整体技术比较成熟,但抗紫外性能还需要进一步提高。

半无机封装(也称“近无机封装”)采用有机硅材料搭配玻璃等无机材料。全无机封装则全程避开使用有机材料,通过激光焊、波峰焊、电阻焊等方式来实现透镜和基板的结合,完全减少有机材料带来的光衰问题以及湿热应力导致的失效问题,能准确有效提高UVC LED器件的稳定性和可靠性。

据了解,国星光电、奥创深紫、鸿利秉一,及华引芯等国内厂商均开发了全无机封装UVC LED产品。

目前半无机封装产品仍是国内市场主流,主要由带杯陶瓷支架和石英玻璃构成,通过在带杯陶瓷基板边缘区域涂覆抗紫外胶水来实现透镜的放置。具体来讲,即在杯顶或台阶处进行点胶,再盖上石英玻璃进行固化粘结。

在材料的选用上,UVC LED封装与一般LED有所不同。首先,选用石英玻璃是由于石英属于无机物,不会受紫外线的影响,且石英玻璃对于UVC波段的透过率高。其次,在散热基板方面,由于UVC LED光电转换效率低,大部分转换成热量,所以一般采用导热率高的氮化铝散热基板。此外,UVC对胶水具有坏作用,因此,粘结玻璃和支架的胶水在耐紫外性能上的要求亦比一般LED封装高。

另值得注意的是,有部分厂商采用氧化铝散热基板。氮化铝和氧化铝基板都属于陶瓷基板,两者主要区别在于:氮化铝的导热率比氧化铝高很多。其中,氮化铝导热率一般约为140W/mK-170W/mK,而氧化铝导热率仅30W/mK左右。

氧化铝陶瓷一般呈现白色,导热率低,通常用于低功率产品。然而,氧化铝陶瓷脆性较大,相较于氮化铝更容易碎裂,因此在划片切割过程中容易出现崩角现象。氮化铝陶瓷一般呈现灰黑色,具有高导热率,通常用于大功率产品。另外,市面上也存在掺杂碳粉的氧化铝陶瓷,同样呈现灰黑色,但导热率更低。

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