Industria LED-urilor a intrat într-o fază matură și saturată, determinând producătorii să își ajusteze strategiile de dezvoltare și să se extindă pe piețe de nișă, cum ar fi iluminatul pentru automobile, iluminatul plantelor, LED UV, LED IR, precum și noi câmpuri de afișare, cum ar fi pitch mic, Mini/Micro LED. Printre acestea, în sectorul UV LED, deși mulți producători sunt implicați de ceva timp, acceptarea produselor UV LED pe piață a fost relativ scăzută în trecut. în consecinţă, industria UV LED a fost la început, în special pentru LED-uri UVC, care ridică dificultăţi tehnice şi preţuri mai mari.

Cu toate acestea, de la răspândirea globală a noii epidemii de pneumonie cu coronavirus, conștientizarea consumatorilor cu privire la sterilizare și dezinfecție a crescut rapid. Oportunitățile de prevenire a epidemiei au determinat o creștere a cererii pentru produse LED UVC, determinând eforturi globale de dezvoltare a tehnologiei UVC LED și dând naștere unei varietăți de produse. Cu toate acestea, toate aceste produse îndeplinesc cerințele relevante?

De fapt, există mulți factori de luat în considerare atunci când alegeți produse LED UVC fiabile. De exemplu, diferiți viruși și bacterii necesită doze și timpi de iradiere diferite pentru a obține efecte de dezinfecție și sterilizare. În plus, in procesul de productie, sunt mulți factori de luat în considerare, de la cipuri epitaxiale la ambalaje și produse finite. În acest context, Tehnologia Yingfeng a dezvăluit materialele, proceselor, provocări tehnice, și tendințele de dezvoltare necesare pentru ambalarea UVC LED pentru a înțelege mai bine produsele de ambalare UVC LED.

Mai exact, există trei forme de ambalaj LED UVC: ambalaj organic, ambalaje semi-anorganice (cunoscut și ca “ambalaje aproape anorganice”), și ambalaj complet anorganic.

Ambalajele organice folosesc materiale organice, cum ar fi gelul de silicon, rășină siliconică, sau rășină epoxidică. Aceasta include produse precum lămpile, SMD-uri, și mulaje ceramice. În timp ce tehnologia generală este relativ matură, rezistența la radiațiile UV trebuie încă îmbunătățită.

Ambalajele semi-anorganice utilizează materiale de siliciu organic combinate cu materiale anorganice, cum ar fi sticla. Ambalajul complet anorganic evită în întregime utilizarea materialelor organice, realizarea combinației lentile și substrat prin metode precum sudarea cu laser, lipirea cu val, sau sudare prin rezistență. Acest lucru elimină complet problemele legate de atenuarea luminii indusă de materialul organic și defecțiunile cauzate de stresul termic, sporind eficient stabilitatea și fiabilitatea dispozitivelor LED UVC.

În prezent, Produsele de ambalare semi-anorganice rămân mainstream pe piața internă, constând în principal din suporturi ceramice și sticlă de cuarț. Amplasarea lentilei se realizează prin aplicarea adezivului rezistent la UV pe zona de margine a cupei substratului ceramic și apoi întărirea acesteia prin acoperirea cu sticlă de cuarț..

În ceea ce privește selecția materialului, Ambalajul LED UVC diferă de ambalajul LED general. În primul rând, sticla de cuarț este aleasă pentru că este anorganică, neafectat de lumina UV, și are o transmisie ridicată în intervalul de lungimi de undă UVC. În al doilea rând, pentru substraturi de disipare a căldurii, Substraturile cu nitrură de aluminiu cu conductivitate termică ridicată sunt utilizate în mod obișnuit datorită eficienței scăzute de conversie optic-electrică a LED-urilor UVC, cu cea mai mare parte a energiei transformându-se în căldură. În plus, deoarece UVC dăunează adezivilor, cerințele pentru rezistența UV a sticlei și suportului de lipire adeziv sunt mai mari în comparație cu ambalajele generale cu LED-uri.

Este de remarcat faptul că unii producători folosesc substraturi de disipare a căldurii de oxid de aluminiu. Atât substraturile de nitrură de aluminiu, cât și de oxid de aluminiu sunt substraturi ceramice, dar principala diferență constă în conductivitatea lor termică. Conductivitatea termică a nitrurii de aluminiu este în general de aproximativ 140 W/mK-170W/mK, în timp ce cea a oxidului de aluminiu este de numai în jur de 30W/mK.

Ceramica cu alumină este de obicei albă și are conductivitate termică scăzută, folosit de obicei pentru produse cu putere redusă. Cu toate acestea, Ceramica cu alumină este mai fragilă și predispusă la fracturi în comparație cu nitrura de aluminiu, mai ales în timpul procesului de tăiere cubulețe, unde ciobirea este comună. Ceramica cu nitrură de aluminiu este în general gri-negru, cu conductivitate termică ridicată, folosit de obicei pentru produse de mare putere. În plus, pe piață există ceramică de alumină dopată cu pulbere de carbon, care apar și gri-negru dar au o conductivitate termică mai mică.

Gestionarea căldurii și etanșeitatea la aer afectează calitatea produselor de ambalare cu LED UVC, și ambele sunt provocări tehnice în procesul de ambalare. Gestionarea căldurii afectează în mod direct durata de viață a produselor de ambalare cu LED UVC, în timp ce etanşeitatea la aer determină în mare măsură fiabilitatea acestora.

LED-urile UVC sunt sensibile la căldură, cu eficiență cuantică externă scăzută (SARE), ceea ce înseamnă că doar o mică parte din energia electrică este transformată în lumină, în timp ce majoritatea este transformată în căldură, afectând direct durata de viață a cipului. Având în vedere acest lucru, multe produse utilizează în prezent tehnologia flip-chip combinată cu substraturi cu nitrură de aluminiu cu conductivitate termică ridicată. Nitrura de aluminiu are o conductivitate termică excelentă, capabil să reziste la îmbătrânirea surselor de lumină UV și să îndeplinească cerințele ridicate de gestionare a căldurii ale LED-urilor UVC.

În afară de materiale, procesele de ambalare joacă, de asemenea, un rol în managementul căldurii. Procesele de ambalare se concentrează în principal pe tehnologia de lipire a matrițelor, inclusiv lipirea cu pastă de argint, lipire cu pastă de lipit, și lipirea eutectică aur-staniu.

În timp ce lipirea cu pastă de argint are o aderență bună, este predispus la migrarea argintului, conducând la defectarea dispozitivului. În ceea ce privește lipirea cu pastă de lipit, punctul său de topire este doar în jur 220 grade Celsius, deci după ce dispozitivul este montat, lipirea prin reflow poate cauza topirea din nou, conducând la detașarea așchiilor și a defecțiunii, afectând fiabilitatea LED-urilor UVC.

Lipirea eutectică cu aur-staniu se bazează în principal pe lipirea eutectică prin flux de lipit, sporind eficient puterea de legătură și conductivitatea termică între cip și substrat, rezultând o fiabilitate mai mare și un control mai bun al calității produselor UVC LED. Prin urmare, lipirea eutectică cu aur-staniu este utilizată pe scară largă pe piață.

În procesele de lipire, problema golurilor este deosebit de importantă. Golurile de lipire se referă la defecte formate în timpul procesului de lipire a cipurilor și substraturilor LED, prezentându-se ca goluri în aparenţă. Este un indicator important care afectează disiparea căldurii: cu atât rata de gol este mai mică, cu atât efectul de disipare a căldurii este mai bun, cu cât durata de viață a produsului este mai lungă, si cu cat calitatea este mai buna.

Se înțelege că tehnologia de ambalare anorganică a lui Yingfeng utilizează un amestec de gaze inerte și gaze reducătoare pentru a proteja așchiile sub un proces de lipire eutectică prin presare la cald., creșterea în continuare a eficienței conexiunii electrice, reducerea ratelor de golire, și stabilizarea temperaturilor de joncțiune a LED-urilor.

Avantajele și caracteristicile lui Yingfeng în tehnologia de lipire eutectică sunt proeminente. Compania a acumulat 10 ani de precipitații de tehnologie eutectică, cu ratele de goluri eutectice de reflux controlate în interior 10%, semnificativ mai mic decât produsele similare de pe piață. A format un set relativ lider și complet de tehnologii de proces pentru reducerea ratelor de goluri. În prezent, suprafața totală de goluri a produselor sale UVC LED este mai jos 10%, iar suprafața goală maximă per cip este mai jos 2%, comparativ cu ratele de nulitate ale produselor similare de pe piata de 15%-30%, rezultând o disipare excelentă a căldurii, durate de viață mai lungi ale produsului, și un control mai bun al calității produselor.

Referitor la fiabilitate, în timp ce forma ambalajului este un factor, cheia constă în etanșeitatea la aer. În ambalaje semi-anorganice, lentila de sticlă și substratul cupei ceramice formează o cavitate etanșă prin lipire adeziv. Deoarece aspirarea cavității închise nu este fezabilă, când adezivul se întărește, aerul din interiorul cavității este predispus la dilatare termică, rezultând preaplin și formarea de bule, iar în cazurile severe, formarea canalelor de aer. În acest moment, umiditatea externă și impuritățile pot pătrunde în produs prin bule și canale de aer, materiale contaminante precum așchii și substraturi, afectând grav etanșeitatea produsului și, ulterior, putere luminoasă și fiabilitate