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深紫外LED取代传统汞灯,氮化铝陶瓷基板抹平缺陷

菜鸟
2021-02-25 14:28:26    评分

深紫外UVC-LED在环境空气消毒、饮用水及污水消毒、衣物和餐具表面消毒等领域被广泛使用。受到新型冠状病毒肺炎 (COVID-19) 的影响,使得消费者对于紫外杀菌消毒的重要性的认知得到普及和重视,此次疫情带动了市场对紫外线灭菌灯的需求,为深紫外UVC-LED提供了一个良好的发展机遇。

相比化学杀菌消毒,紫外线的杀菌优势在于他的高效率,在启动后数秒内即可完成灭活,而且不产生其它化学污染物。紫外线的波长越短,频率越高,所蕴含的能量越高,因此相较于UVA(波长320~420nm)和UVB(波长275~320nm),UVC(波长200~275nm)的杀菌能力更强、效果更快。广泛的应用在我们的生活中,哪怕在一线的医疗卫生机构,它也是重要的杀菌消毒设备。

UVC是自然界中杀菌效果最好的紫外线,又称为短波灭菌紫外线。但想直接利用太阳光中的UVC是十分困难的,这是因为UVC的波长较短,往往在大气中就已经被臭氧层吸收、散射掉了,无法到达地面,所以如何人为制造UVC就变得尤为重要。

传统汞灯和UVC-LED是目前用于杀菌消毒市场应用较为广泛的紫外光源。汞灯,俗称水银灯。是之前紫外线消毒、固化与曝光的主流产品,日光灯管与节能灯也是汞灯的应用之一,与UVC-LED相比,传统汞灯有一些缺点:较大的尺寸,启动时间长无法做到即开即用,易碎,破裂后会造成汞泄漏,污染环境,严重危害人体健康,且使用寿命较短。相比于传统汞灯,UVC-LED在具有技术优势的同时还具有明显的政策优势,UVC-LED的使用寿命通常传统汞灯的10倍以上,且启动速率快,体积小,能够配合不同应用需求设计,相较于汞灯具有更高的应用弹性。更重要的是,UV LED不会造成环境污染,消耗的能量也低,比汞灯更为环保安全。是环保、高效紫外光源的不二之选。与此同时《水俣公约》(《关于汞的水俣公约》(简称:《汞公约》英语:the Minamata Convention on Mercury)是一部全面对汞汞进行规制的国际公约。公约要求缔约国自2020年起,禁止生产及进出口含汞产品。)的正式实施,象征着UV-LED对汞灯替代加速的开始。长期来看,UV LED作为紫外光源将成为未来的市场主流,实现对汞灯的替代。

UV-LED仍然有不足,一个是热管理,另一个就是封装。

UVC半导体的电光转化效率极低(UVC-LED在工作时,大约只有1-3%被转换成光,而剩余的97%左右则基本被转换成热量),只有少部分电能转化为紫外光,大部分都以热能的形式流失,这就导致UVC半导体芯片发热严重,影响了UVC半导体产品的寿命和可靠性。由于UVC-LED体积小的特点,大部分的热量无法从表面散热,LED有效散热的唯一途径就是LED背板。经过多年的发展,目前市面上UVC-LED基本以倒装芯片搭配高导热氮化铝陶瓷基板的方案为主。斯利通氮化铝(AlN)陶瓷电路板具有高导热系数(导热率180 W/(m-K)~ 260 W/(m-K)),满足UVC-LED高散热的需求,且陶瓷材料具有优秀的抗紫外性能,抗老化,能有进一步延长 UVC-LED的使用周期。

UV LED芯片发出的紫外光随波长越短,破坏性越强。越容易引起有机材料物理或化学性质上的变化。 出现封装脆化,收缩,暗沉等问题。为此,选择合适的材料进行封装显得尤为重要。在综合质量、技术和成本的前提下,目前市面上中小功率UVC LED产品基本都采用半无机封装形式。半无机封装采用有机材料搭配无机材料的方法,通过在陶瓷的金属基板围坝边缘区域涂覆胶水来放置透镜,来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,提高UVC-LED器件的稳定性和可靠性。斯利通陶瓷电路板的金属围坝使用电镀工艺逐层电镀,一体成型,结合力良好,更加的可靠。半无机封装的生产工序更少,更方便,可以有效地节约人力物力成本。斯利通陶瓷基板使用DPC(直接镀铜法)工艺,金属层更加平整,无孔印,能有效提升芯片与基板的结合强度,更加适合无机封装,是UVC-LED品质的有效保障。

随着公共卫生建设的加强,人们的个人防护意识提升,作为新一代紫外杀菌光源。UVC-LED将逐步取代传统紫外汞灯,成为市场的新宠儿。





关键词: 陶瓷基板、     UVC-LED    

助工
2021-03-02 10:14:31    评分
2楼

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