Die LED-Industrie ist in eine reife und gesättigte Phase eingetreten, Dies veranlasst die Hersteller, ihre Entwicklungsstrategien anzupassen und in Nischenmärkte wie die Automobilbeleuchtung zu expandieren, Pflanzenbeleuchtung, UV-LED, IR-LED, sowie neue Anzeigefelder wie Small Pitch, Mini/Micro-LED. Unter diesen, im UV-LED-Bereich, obwohl viele Hersteller schon länger dabei sind, Die Akzeptanz von UV-LED-Produkten im Markt war in der Vergangenheit relativ gering. Folglich, Die UV-LED-Industrie steckt noch in den Kinderschuhen, speziell für UVC-LEDs, die höhere technische Schwierigkeiten und Preise mit sich bringen.

Jedoch, seit der weltweiten Ausbreitung der neuartigen Coronavirus-Pneumonie-Epidemie, Das Bewusstsein der Verbraucher für Sterilisation und Desinfektion ist rapide gestiegen. Die Möglichkeiten zur Epidemieprävention haben zu einem Anstieg der Nachfrage nach UVC-LED-Produkten geführt, Dies löste weltweite Anstrengungen zur Entwicklung der UVC-LED-Technologie aus und führte zu einer Vielzahl von Produkten. Jedoch, Erfüllen alle diese Produkte die relevanten Anforderungen??

Tatsächlich, Bei der Auswahl zuverlässiger UVC-LED-Produkte sind viele Faktoren zu berücksichtigen. Zum Beispiel, Verschiedene Viren und Bakterien erfordern unterschiedliche Dosen und Bestrahlungszeiten, um Desinfektions- und Sterilisationseffekte zu erzielen. Darüber hinaus, im Produktionsprozess, Es sind viele Faktoren zu berücksichtigen, von Epitaxie-Chips über Verpackungen bis hin zu fertigen Produkten. In diesem Zusammenhang, Yingfeng Technology hat die Materialien enthüllt, Prozesse, technische Herausforderungen, und Entwicklungstrends, die für UVC-LED-Verpackungen erforderlich sind, um UVC-LED-Verpackungsprodukte besser zu verstehen.

Speziell, Es gibt drei Formen von UVC-LED-Verpackungen: Bio-Verpackung, halbanorganische Verpackung (auch bekannt als “nahezu anorganische Verpackung”), und vollständige anorganische Verpackung.

Bei Bio-Verpackungen werden organische Materialien wie Silikongel verwendet, Silikonharz, oder Epoxidharz. Dazu gehören Produkte wie Lampen, SMDs, und Keramikformteile. Die gesamte Technologie ist zwar relativ ausgereift, die Beständigkeit gegen UV-Strahlung muss noch verbessert werden.

Bei halbanorganischen Verpackungen werden organische Siliziummaterialien in Kombination mit anorganischen Materialien wie Glas verwendet. Vollständig anorganische Verpackungen verzichten gänzlich auf den Einsatz organischer Materialien, Erreichen der Linsen- und Substratkombination durch Methoden wie Laserschweißen, Wellenlöten, oder Widerstandsschweißen. Dadurch werden Probleme im Zusammenhang mit der durch organisches Material verursachten Lichtdämpfung und Ausfällen aufgrund thermischer Belastung vollständig beseitigt, Dadurch wird die Stabilität und Zuverlässigkeit von UVC-LED-Geräten effektiv verbessert.

Momentan, Halbanorganische Verpackungsprodukte bleiben auf dem heimischen Markt der Mainstream, hauptsächlich bestehend aus keramischen Stützhalterungen und Quarzglas. Die Platzierung der Linse erfolgt durch Auftragen von UV-beständigem Kleber auf den Randbereich des Keramik-Substratbechers und anschließendes Aushärten durch Abdecken mit Quarzglas.

Was die Materialauswahl angeht, UVC-LED-Verpackungen unterscheiden sich von allgemeinen LED-Verpackungen. Erstens, Quarzglas wird gewählt, weil es anorganisch ist, unbeeinflusst von UV-Licht, und weist eine hohe Transmission im UVC-Wellenlängenbereich auf. Zweitens, für Wärmeableitungssubstrate, Aufgrund der geringen optisch-elektrischen Umwandlungseffizienz von UVC-LEDs werden häufig Aluminiumnitridsubstrate mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet, wobei der Großteil der Energie in Wärme umgewandelt wird. Zusätzlich, da UVC schädlich für Klebstoffe ist, Die Anforderungen an die UV-Beständigkeit der Verklebung von Glas und Halterung sind im Vergleich zu herkömmlichen LED-Verpackungen höher.

Es ist erwähnenswert, dass einige Hersteller Aluminiumoxid-Wärmeableitungssubstrate verwenden. Sowohl Aluminiumnitrid- als auch Aluminiumoxid-Substrate sind Keramiksubstrate, Der Hauptunterschied liegt jedoch in ihrer Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumnitrid liegt im Allgemeinen bei etwa 140 W/mK-170 W/mK, während die von Aluminiumoxid nur etwa 30 W/mK beträgt.

Aluminiumoxidkeramik ist normalerweise weiß und weist eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf, Wird normalerweise für Produkte mit geringem Stromverbrauch verwendet. Jedoch, Aluminiumoxidkeramik ist im Vergleich zu Aluminiumnitrid spröder und bruchanfälliger, insbesondere während des Würfelvorgangs, wo es häufig zu Absplitterungen kommt. Aluminiumnitridkeramiken sind im Allgemeinen grauschwarz, mit hoher Wärmeleitfähigkeit, Wird typischerweise für Hochleistungsprodukte verwendet. Zusätzlich, Auf dem Markt sind mit Kohlenstoffpulver dotierte Aluminiumoxidkeramiken erhältlich, die ebenfalls grauschwarz erscheinen, aber eine geringere Wärmeleitfähigkeit haben.

Wärmemanagement und Luftdichtheit beeinflussen die Qualität von UVC-LED-Verpackungsprodukten, und beides sind technische Herausforderungen im Verpackungsprozess. Das Wärmemanagement wirkt sich direkt auf die Lebensdauer von UVC-LED-Verpackungsprodukten aus, während die Luftdichtheit weitgehend ihre Zuverlässigkeit bestimmt.

UVC-LEDs sind hitzeempfindlich, mit geringer externer Quanteneffizienz (ÜBERSPRINGEN), Das bedeutet, dass nur ein kleiner Teil der elektrischen Energie in Licht umgewandelt wird, während der Großteil in Wärme umgewandelt wird, wirkt sich direkt auf die Lebensdauer des Chips aus. Angesichts dessen, Viele Produkte nutzen derzeit die Flip-Chip-Technologie in Kombination mit Aluminiumnitrid-Substraten mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Aluminiumnitrid zeichnet sich durch eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit aus, in der Lage, der Alterung von UV-Lichtquellen standzuhalten und die hohen Wärmemanagementanforderungen von UVC-LEDs zu erfüllen.

Abgesehen von Materialien, Auch Verpackungsprozesse spielen beim Wärmemanagement eine Rolle. Verpackungsprozesse konzentrieren sich hauptsächlich auf die Die-Bonding-Technologie, inklusive Silberpastenlöten, Lotpastenlöten, und eutektisches Gold-Zinn-Löten.

Während Silberpastenlöten eine gute Haftung aufweist, es ist anfällig für Silbermigration, was zu einem Geräteausfall führen kann. Was das Löten mit Lotpaste betrifft, sein Schmelzpunkt liegt nur bei ca 220 Grad Celsius, also nachdem das Gerät montiert ist, Beim Reflow-Löten kann es zu einem erneuten Schmelzen kommen, Dies führt zur Spanablösung und zum Ausfall, Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit von UVC-LEDs haben.

Das eutektische Gold-Zinn-Löten beruht hauptsächlich auf dem eutektischen Löten mittels Flussmittel, Dadurch werden die Bindungsstärke und die Wärmeleitfähigkeit zwischen Chip und Substrat effektiv verbessert, Dies führt zu höherer Zuverlässigkeit und besserer Qualitätskontrolle von UVC-LED-Produkten. daher, Das eutektische Gold-Zinn-Löten ist auf dem Markt weit verbreitet.

Bei Lötprozessen, Besonders bedeutsam ist das Thema Leerstellen. Unter Lothohlräumen versteht man Defekte, die während des Verbindungsprozesses von LED-Chips und -Substraten entstehen, als Hohlräume im Erscheinungsbild präsentieren. Es ist ein wichtiger Indikator für die Wärmeableitung: desto niedriger ist die Void-Rate, desto besser ist der Wärmeableitungseffekt, desto länger ist die Produktlebensdauer, und desto besser ist die Qualität.

Es versteht sich, dass die anorganische Verpackungstechnologie von Yingfeng eine Mischung aus Inertgasen und reduzierenden Gasen verwendet, um die Chips in einem eutektischen Heißpress-Lötprozess zu schützen, wodurch die Effizienz der elektrischen Verbindung weiter gesteigert wird, Reduzierung der Void-Raten, und Stabilisierung der LED-Übergangstemperaturen.

Die Vorteile und Eigenschaften von Yingfeng in der eutektischen Löttechnologie sind hervorzuheben. Das Unternehmen hat sich angesammelt 10 Jahre eutektischer Technologie-Niederschlag, mit kontrollierten eutektischen Hohlraumraten beim Reflow 10%, deutlich niedriger als vergleichbare Produkte auf dem Markt. Es hat eine relativ führende und vollständige Reihe von Prozesstechnologien zur Reduzierung der Voidraten geschaffen. Momentan, Der Gesamthohlraumbereich seiner UVC-LED-Produkte ist unten aufgeführt 10%, und die maximale Leerfläche pro Chip ist unten 2%, im Vergleich zu den Stornoraten ähnlicher Produkte auf dem Markt 15%-30%, was zu einer hervorragenden Wärmeableitung führt, längere Produktlebensdauer, und bessere Produktqualitätskontrolle.

Bezüglich der Zuverlässigkeit, während die Verpackungsform ein Faktor ist, Der Schlüssel liegt in der Luftdichtheit. In semi-anorganischer Verpackung, Die Glaslinse und das Keramikbechersubstrat bilden durch Klebeverbindung einen versiegelten Hohlraum. Da ein Absaugen des geschlossenen Hohlraums nicht möglich ist, wenn der Kleber aushärtet, Die Luft im Hohlraum unterliegt einer thermischen Ausdehnung, was zu Überlauf und Blasenbildung führt, und in schweren Fällen, die Bildung von Luftkanälen. An dieser Stelle, Über Blasen und Luftkanäle können äußere Feuchtigkeit und Verunreinigungen in das Produkt gelangen, kontaminierende Materialien wie Chips und Substrate, die Luftdichtheit des Produkts erheblich beeinträchtigen und, anschließend, Lichtausbeute und Zuverlässigkeit