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如今,国内封装企业,也逐步从单一深紫外LED到模组化转变的趋势,因深紫外LED的模块化不仅组装方便,而且维修也简单,目前已经渐渐成为主流。

目前,单一的深紫外LED由于发光效率还是很低,导致在深紫外杀菌消毒,水净化应用上起作用的效果很低,这样就需要多颗深紫外LED集合成模块。一方面出光大大提高,从而解决单颗深紫外LED出光低下的问题,另一方面模块化可根据固定的参数进行变化,达到蕞佳效果。

可以说封装厂模组化趋势势在必行,除了考虑光输出外,还存在结构,散热处理,杀菌效果评估等一系列问题。深紫外要走向工业化应用还有很长的路,因此模组化研究需提前进行。

深紫外LED有望被用于各种应用,如水的光源消毒、空气消毒、除臭、医辽灭菌处理,表面改性树脂/油墨固化,分析测量仪。

目前深紫外LED主要应用于UV光固化、防伪检测、荧光分析、医辽保健、水、空气和食物等消毒i杀菌等领域。冰箱、空调、洗衣机、饮水机、空气净化器等家电将是深紫外LED应用的主要领域之一。



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视频作者:马鞍山杰生半导体有限公司






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。

目前半无机封装产品仍是主流,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。



UVC LED封装产品的品质受热管理和气密性的影响,这两方面也是封装环节的技术难点。其中,热管理直接影响UVC LED封装产品的寿命,而气密性则很大程度决定其可靠性。

UVC LED对热敏感,其外量1子效率(EQE)较低,仅小部分电能转换成光,而大部分电能都转换成热量,直接影响芯片的使用寿命。鉴于此,现阶段,很多产品以倒装芯片搭配高导热氮化铝基板的方案为主。氮化铝具有优异的导热性,能耐紫外线光源本身的老化,可满足UVC LED高热管理的需求。

除了材料,封装工艺也是热管理的影响因素。封装工艺主要体现在固晶技术上,包括银浆焊接、锡膏焊接和金锡共晶焊三种方式。

银浆焊接虽然结合力不错,但容易造成银迁移,导致器件失效。至于锡膏焊接,由于锡膏熔点仅220度左右,因此在器件贴片后,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。

金锡共晶焊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和导热率,相比之下可靠性更高,有利于UVC LED的品质管控。因此,市面上多采用金锡共晶焊方式。

在焊接工艺中,主要涉及焊接空洞率问题。焊接空洞指LED芯片与基板焊接过程中形成的缺陷,在外形上呈现为空洞的状态,是影响散热的重要指标,焊接空洞率越低,散热效果越好,产品寿命越长,品质越好。