封裝的技術(shù)難題

雖然相對(duì)容易一些，但是難度跟傳統(tǒng)LED封裝相比，困難了許多，主要是目前的LED封裝材料都無法滿足UV波段的要求，通常為應(yīng)對(duì)UV LED封裝要求，采用無機(jī)氣密玻璃封裝的UV LED，應(yīng)對(duì)UV LED高能的輻射。因此，減少使用有機(jī)類的材料，甚至是完全不采用有機(jī)類材料對(duì)UV LED進(jìn)行封裝，進(jìn)而減少或避免因?yàn)橛袡C(jī)材料導(dǎo)致的衰減問題與濕熱應(yīng)力導(dǎo)致失效的問題。在UV波段有較高的穿透率無機(jī)材料，目前的玻璃，石英與NOVAXIL玻璃是UV封裝的必備材料，圖九是它們?cè)赨VA與UVC的穿透率與其它特性的比較示意圖。

除了封裝材料以外，另一個(gè)挑戰(zhàn)是UV LED的熱管理，尤其是UVC LED的外量子效率（EQE）特別低，它們只將大約2~3％的功率輸入轉(zhuǎn)換成光。剩余97％的功率被轉(zhuǎn)換成熱量，熱量必須要快速去除，所以導(dǎo)熱基板必須要有非常高的導(dǎo)熱系數(shù)，過去的PCB，陶瓷與鋁基板都很難達(dá)到這樣的要求，除非加入主動(dòng)散熱的技術(shù)。最主流的封裝基板氮化鋁（AIN）具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性（140W/mK-170W/ mK），但是很昂貴，另外3D成型DPC陶瓷基板，以在陶瓷基板表面一體成型獲得金屬密封腔，形成陶瓷-金屬3D密封結(jié)構(gòu)也可以滿足現(xiàn)有UV封裝技術(shù)的發(fā)展需要,目前UV封裝所用的主要材料，我認(rèn)為UVC封裝的成本高企，除了貴得離譜的芯片，主要還是需要更好的材料來維持它的可靠度。

各路玩家入局，UV LED取代汞燈指日可待

現(xiàn)在的UVC-LED玩家，技術(shù)領(lǐng)先以日美企業(yè)為主，其中包括美國(guó)Crystal IS、日本的日機(jī)裝（NIKKISO）等國(guó)際公司，第二梯隊(duì)為以LG Innotek為代表的韓國(guó)企業(yè)和以光鋐科技為代表的臺(tái)灣企業(yè)，當(dāng)然除了青島杰森有UVC消毒殺菌的產(chǎn)品之外，內(nèi)地的公司大部分還是處于研發(fā)階段，現(xiàn)在我?guī)痛蠹医榻B各家企業(yè)的UVC-LED技術(shù)水平，我們一般使用電光轉(zhuǎn)換效率來評(píng)價(jià)。

日機(jī)裝NIKKISO最近宣布的280nm波長(zhǎng)UVC-LED的輸出功率為140mW，使用電流為350mA，最終折算的電光轉(zhuǎn)換效率約為2.5%左右，為國(guó)際領(lǐng)先水平。Crystal IS 的275nm波長(zhǎng)LED，其輸出功率為67mW，其光電轉(zhuǎn)換效率為1.3%。LG Innotek的278nm LED，350mA下最大輸出功率為60mW，其效率約在1.6%。臺(tái)灣代表企業(yè)有光鋐科技，其280nm LED 40mA時(shí)輸出功率為6mW左右，其效率約為1.5%。國(guó)內(nèi)廠商青島杰生的官網(wǎng)顯示，其275-285nm LED，40mA下輸出功率為1.5-4.0mW，光電轉(zhuǎn)換效率為0.3-0.8%。

目前所有的紫外光源總產(chǎn)值中，汞燈還是占據(jù)主導(dǎo)地位，但是紫外LED目前也正在奮起直追，預(yù)計(jì)在三年后，所有紫外光源的總產(chǎn)值占比將會(huì)超越汞燈。