科普 | 这些藏在UVC LED背后的封装技术秘密你知道吗?
2020-05-07 18:31:30

UVC LED的持续升温让市场变得火热起来。大家都知道UVC LED杀菌消毒效果显著,在一定剂量和距离下,

只需要几秒到几十秒就能把常见的细菌杀灭。但大家不知道的是,随着市场的火热,市面上各种UVC LED

应用产品应运而生,其中不乏以次充好,往往同等级别UVC LED产品,实质使用效果却是千差万别。


归根到底,是技术和工艺的差异。

本期的UVC LED封装技术科普将从热管理出发,看看UVC LED封装技术背后的秘密。

热管理,

提高UVC LED寿命的关键


像任何电子元器件一样,UVC LED对热敏感。

UVC LED的外量子效率(EQE)较低,在输入的功率中,大约只有1-3%被转换成光,而剩余的97%左右则

基本被转换成热量。此时,如果不将热量快速去除,保持LED芯片低于其最大工作温度,将直接影响芯片的

使用寿命,甚至不能使用。可以说,热管理是提高UVC LED使用寿命的关键。


做好热管理,

重点在于降低焊接空洞率


由于UVC LED体积小的特点,大部分的热量无法从表面散热,因此LED背面成为了有效散热的唯一途径。

此时,如何在封装关节做好热管理显得尤为重要。


说到封装环节上的热管理,离不开两个方面,一是材料,二是工艺。

在材料方面,经过多年的发展,目前市面上UVC LED基本以倒装芯片搭配高导热氮化铝基板的方案为主。

氮化铝(AIN)具有优异的导热性(140W/mK-170W/ mK),能耐紫外线光源本身的老化,满足UVC LED

高热管理的需求。


工艺方面,目前市场上存在几种固晶方式。第一种是采用银浆,这种方式结合力虽然不错,但容易造成银迁移,

导致器件失效。第二种是采用锡膏焊接,这种方式由于锡膏熔点只有220度左右,在器件贴片后,再次过炉会

出现再融现象,芯片容易脱落失效,影响UVC LED可靠性。因此,市面上多数采用的是第三种固晶方式:采用

金锡共晶焊。与前两种固晶方式相比,其主要通过助焊剂进行共晶焊接,能有效提升芯片与基板的结合强度,

导热率,更为可靠,有利于UVC LED的品质管控。


既然市面上UVC LED封装的材料和固晶工艺大多一样,为什么热管理的效果却相差那么大呢?

在这里,不得不提焊接空洞率。

焊接空洞率简单来说指的是LED芯片与基板焊接过程中,由于工艺等影响,导致部分区域无法焊接上,形成的缺

陷,在外形上呈现为空洞的状态,是影响散热的重要指标。

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