LED業界は成熟し飽和期に入った, メーカーが開発戦略を調整し、自動車照明などのニッチ市場に拡大するよう促している, 植物の照明, UV LED, 赤外線LED, スモールピッチなどの新しい表示フィールドも, ミニ/マイクロLED. このうち, UV LED分野で, 多くのメーカーが以前から参加してきましたが、, 過去において、市場における UV LED 製品の受け入れは比較的低かった. その結果, UV LED 産業はまだ初期段階にあります, 特にUVC LEDの場合, より高い技術的困難と価格をもたらす.

しかし, 新型コロナウイルスによる肺炎の世界的流行以来、, 滅菌と消毒に対する消費者の意識が急速に高まっている. 疫病予防の機会により、UVC LED 製品の需要が急増, UVC LED技術開発への世界的な取り組みを促進し、さまざまな製品を生み出しています. しかし, これらの製品はすべて関連要件を満たしていますか?

実際には, 信頼性の高い UVC LED 製品を選択する際には考慮すべき要素が数多くあります. 例えば, ウイルスや細菌が異なると、消毒や滅菌効果を達成するために必要な線量と照射時間が異なります。. さらに, 生産過程で, 考慮すべき要素はたくさんあります, エピタキシャルチップからパッケージング、完成品まで. この文脈では, Yingfeng Technologyが素材を公開, プロセス, 技術的な課題, UVC LED パッケージ製品をより深く理解するために、UVC LED パッケージに必要な開発トレンドを説明します。.

具体的には, UVC LED パッケージングには 3 つの形式があります: オーガニックパッケージ, 半無機包装 (としても知られています “無機質に近い包装”), 完全無機包装.

シリコーンゲルなどの有機素材を使用したオーガニックパッケージ, シリコーン樹脂, またはエポキシ樹脂. これにはランプなどの製品が含まれます, SMD, およびセラミック成形品. 全体的なテクノロジーは比較的成熟していますが、, 紫外線に対する耐性はまだ改善の必要がある.

半無機パッケージングは​​、有機シリコン素材とガラスなどの無機素材を組み合わせたものです。. 有機材料の使用を完全に回避した完全無機パッケージ, レーザー溶接などの方法でレンズと基板の結合を実現, ウェーブはんだ付け, または抵抗溶接. これにより、有機材料による光の減衰や熱ストレスによる故障の問題が完全に排除されます。, UVC LED デバイスの安定性と信頼性を効果的に強化します。.

現在, 国内市場では依然として半無機包装製品が主流, 主にセラミック製の支持ブラケットと石英ガラスで構成されています. レンズの配置は、セラミック基板カップのエッジ領域に耐紫外線性接着剤を塗布し、それを石英ガラスで覆って硬化させることによって行われます。.

素材選びに関しては, UVC LEDのパッケージは一般的なLEDのパッケージとは異なります. まず最初に, 無機物である石英ガラスが選ばれる, 紫外線の影響を受けない, UVC波長域で高い透過率を持っています。. 第二に, 放熱基板用, UVC LED は光電変換効率が低いため、熱伝導率の高い窒化アルミニウム基板が一般的に使用されます。, エネルギーのほとんどが熱に変換される. さらに, UVCは接着剤に悪影響を与えるため、, the requirements for the UV resistance of the adhesive bonding glass and bracket are higher compared to general LED packaging.

It is worth noting that some manufacturers use aluminum oxide heat dissipation substrates. Both aluminum nitride and aluminum oxide substrates are ceramic substrates, but the main difference lies in their thermal conductivity. The thermal conductivity of aluminum nitride is generally around 140W/mK-170W/mK, while that of aluminum oxide is only around 30W/mK.

Alumina ceramics are usually white and have low thermal conductivity, typically used for low-power products. しかし, alumina ceramics are more brittle and prone to fracture compared to aluminum nitride, especially during the dicing process, where chipping is common. Aluminum nitride ceramics are generally gray-black, with high thermal conductivity, 通常、高出力製品に使用されます. さらに, カーボン粉末をドープしたアルミナセラミックが市販されています, これも灰黒色に見えますが、熱伝導率が低くなります。.

UVC LEDパッケージ製品の品質に影響を与える熱管理と気密性, どちらも包装プロセスにおける技術的な課題です. 熱管理は UVC LED パッケージ製品の寿命に直接影響します, 気密性が信頼性を大きく左右しますが、.

UVC LEDは熱に弱いです, 外部量子効率が低い (スキップ), つまり、電気エネルギーのごく一部だけが光に変換される, 大部分は熱に変換されますが、, チップの寿命に直接影響する. これを踏まえると, 現在、多くの製品は、高熱伝導率の窒化アルミニウム基板と組み合わせたフリップチップ技術を利用しています。. 優れた熱伝導率を誇る窒化アルミニウム, UV光源の経年劣化に耐え、UVC LEDの高い熱管理要件を満たすことができます。.

材料とは別に, 包装プロセスも熱管理に役割を果たします. ダイボンディング技術を中心としたパッケージング工程, 銀ペーストはんだ付け含む, はんだペーストはんだ付け, 金錫共晶はんだ付け.

銀ペーストはんだは密着性に優れていますが、, 銀が移行しやすい, デバイスの故障につながる. ソルダペーストはんだ付けについて, その融点はちょうど約です 220 摂氏, したがって、デバイスがマウントされた後, リフローはんだ付けでは再溶融する可能性があります, チップ外れや故障の原因となります, UVC LEDの信頼性に影響を与える.

金錫共晶はんだ付けは、主にはんだ付け用フラックスによる共晶はんだ付けに依存しています。, チップと基板間の接合強度と熱伝導率を効果的に強化します。, その結果、UVC LED 製品の信頼性と品質管理が向上します。. したがって, 金錫共晶はんだ付けは市場で広く使用されています.

はんだ付け工程において, ボイドの問題は特に重要です. はんだボイドとは、LED チップと基板の接合プロセス中に形成される欠陥を指します。, 外観上空洞として現れる. 放熱性を左右する重要な指標です: 空隙率が低いほど, 放熱効果が優れているほど, 製品の寿命が長くなるほど, そして品質が高ければ高いほど.

Yingfeng の無機パッケージング技術は、ホットプレス共晶はんだ付けプロセス下でチップを保護するために不活性ガスと還元ガスの混合物を利用していることが理解されています。, 電気接続効率をさらに向上, 空隙率を減らす, LED ジャンクション温度の安定化.

Yingfengの共晶はんだ付け技術における利点と特徴は顕著です. 会社が積み上げてきた 10 共晶技術の析出の年数, リフロー共晶ボイド率を以下の範囲内で制御 10%, 市場の類似製品よりも大幅に低い. ボイド率を低減するための比較的先進的かつ完全なプロセス技術セットを形成しました。. 現在, UVC LED 製品の全体的な空隙面積は以下です。 10%, チップあたりの最大ボイド面積は以下です 2%, 市場における類似製品のボイド率と比較して、 15%-30%, 優れた放熱性を実現, 製品寿命の延長, 製品の品質管理の向上.

信頼性について, 梱包形態も重要な要素ですが, 鍵は気密性にあります. 半無機包装, ガラスレンズとセラミックカップ基板は接着により密閉されたキャビティを形成します. 密閉されたキャビティを真空にすることは不可能であるため、, 接着剤が硬化すると, キャビティ内の空気は熱膨張しやすい, オーバーフローと気泡の形成を引き起こす, そして深刻な場合には, 空気通路の形成. この時点で, 外部の湿気や不純物が気泡や空気通路を通って製品に侵入する可能性があります。, チップや基板などの汚染物質, 製品の気密性に重大な影響を与えるため、, その後, 光出力と信頼性