UVC外延片_深紫外LED_深紫外LED芯片_紫外线传感器-安徽紫芯半导体技术

随着传统LED产业步入成熟饱和期，厂商先后调整发展战略，转而拓展汽车照明、植物照明、UV LED、IR LED等细分市场以及小间距、 LED等新型显示领域。

其中，在UV LED领域，虽然不少厂商早有布局，但过去UV LED产品市场接受度不高，因此，UV LED产业一直处于起步发展阶段，尤其是技术难度和价格相对更高的UVC LED。

然而，自新型冠状病毒肺炎疫情在全球传播以来，消费者杀菌消毒意识迅速提高，防疫商机带动了UVC LED系列产品的需求激增，推动全球多方力量投入研发UVC LED技术，也催生了各种各样的产品，然而，这些产品是否都符合相关要求？

事实上，在选用可靠的UVC LED产品上需要考量诸多因素，比如：针对不同病毒和细菌，需要不同的剂量和照射时间，才能实现消毒杀菌效果。而从产品生产环节来看，从外延芯片到封装再到成品等各个环节都有很多考量因素。本次，LEDinside针对UVC LED封装环节，揭秘此环节所需材料、工艺、技术难题和发展趋势，以更好地了解UVC LED封装产品。

UVC LED封装形式、工艺、材料选用特殊性

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。

热管理与气密性影响UVC LED封装产品的品质

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。

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。