實(shí)驗(yàn)科學(xué)的創(chuàng)始人弗朗西斯·培根曾說(shuō)過(guò)，科學(xué)的真正的與合理的目的在于造福于人類生活，用新的發(fā)明與財(cái)富豐富人類生活。

作為UVC LED深紫外殺菌行業(yè)先行者，國(guó)星光電始終以造福人類為使命，堅(jiān)守超高的品質(zhì)工藝，以生生不息的技術(shù)創(chuàng)新，致力于推動(dòng)UVC LED行業(yè)的發(fā)展，希望能為人們健康生活帶來(lái)更多的實(shí)現(xiàn)途徑，讓技術(shù)的成果能真正溫暖世界。

可靠性是衡量UVC LED器件品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。國(guó)星科普第二期，讓我們從可靠性出發(fā)，看看高品質(zhì)UVC LED背后的封裝秘密。

提高UVC LED可靠性

從封裝形式說(shuō)起

我們知道，紫外線（UV）相對(duì)于可見(jiàn)光，光子能量更高，高能量光子可能對(duì)部分材料引起產(chǎn)生破壞，引起物理或化學(xué)的變化。而UV LED芯片發(fā)出的紫外光隨波長(zhǎng)越短，對(duì)有機(jī)材料破壞越大。為此，選擇合適的材料進(jìn)行封裝顯得尤為重要。

UVC LED封裝形式多樣，如果根據(jù)封裝材料的類型，可以分為有機(jī)封裝，半無(wú)機(jī)封裝以及全無(wú)機(jī)封裝。

有機(jī)封裝 采用硅膠、硅樹(shù)脂或者環(huán)氧樹(shù)脂等有機(jī)材料進(jìn)行封裝，主要包括Lamp、SMD、陶瓷Molding等產(chǎn)品，整體技術(shù)比較成熟，但在封裝材料上，需要增強(qiáng)抗UV的性能，為此很多材料廠也一直努力，但目前抗紫外的性能還需要進(jìn)一步提高。

半無(wú)機(jī)封裝 采用有機(jī)硅材料搭配玻璃等無(wú)機(jī)材料，通過(guò)在帶杯陶瓷基板邊緣區(qū)域涂覆膠水來(lái)實(shí)現(xiàn)透鏡的放置。該封裝方式減少了有機(jī)材料帶來(lái)的光衰問(wèn)題以及濕熱應(yīng)力導(dǎo)致的失效問(wèn)題，能有效提高UVC LED器件的穩(wěn)定性和可靠性。

全無(wú)機(jī)封裝 則是全程避開(kāi)有機(jī)材料的使用，通過(guò)激光焊、波峰焊、電阻焊等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)透鏡和基板的結(jié)合。

由于全無(wú)機(jī)封裝對(duì)封裝材料、封裝技術(shù)及工藝管控整體要求高，且目前UVC的光效太低，出光太弱。因此，在綜合質(zhì)量、技術(shù)和成本的前提下，目前市面上中小功率UVC LED產(chǎn)品基本都采用半無(wú)機(jī)封裝形式。

控制氣泡和氣通道，

是提高半無(wú)機(jī)封裝可靠性的關(guān)鍵所在

要想提高UVC LED器件可靠性，一是封裝形式，二是封裝技術(shù)工藝。

既然目前UVC LED主流封裝形式為半無(wú)機(jī)封裝，為了更細(xì)化科普其可靠性的問(wèn)題，讓技術(shù)關(guān)鍵真正落到實(shí)際，下面我們聚焦到半無(wú)機(jī)封裝上來(lái)。

那么在半無(wú)機(jī)封裝中，到底怎樣做，才能提高UVC LED器件的可靠性呢？

首先，我們來(lái)看看其核心技術(shù)難點(diǎn)。

在半無(wú)機(jī)封裝中，玻璃透鏡和帶杯陶瓷基板通過(guò)膠水連接會(huì)形成一個(gè)封閉腔。由于無(wú)法對(duì)封閉腔抽真空，當(dāng)膠水熱固化，腔體里面的空氣容易受熱膨脹外溢，形成氣泡，嚴(yán)重情況下形成氣通道。此時(shí)，外部水汽以及雜質(zhì)可以通過(guò)氣泡和氣通道進(jìn)入產(chǎn)品內(nèi)部，對(duì)芯片和基板等材料造成污染，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的氣密性，從而影響出光及可靠性。

為了更直觀地呈現(xiàn)這一現(xiàn)象，我們進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。

我們分別取樣了市面同級(jí)別的3家友商UVC LED產(chǎn)品和國(guó)星UVC LED產(chǎn)品，在顯微鏡下觀察樣品。

通過(guò)顯微鏡我們可以直觀地看出，兩家友商UVC LED產(chǎn)品內(nèi)部形成了不同程度的氣泡和氣道。而國(guó)星UVC LED器件內(nèi)部完好密封。

紅墨水浸泡是評(píng)估產(chǎn)品氣密性的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)。接下來(lái)，我們用剛剛實(shí)驗(yàn)1中的三個(gè)樣品，同時(shí)進(jìn)行25℃紅墨水24h浸泡實(shí)驗(yàn)。

24小時(shí)過(guò)后，友商產(chǎn)品因氣泡和氣通道的關(guān)系，基本所有樣品有紅墨水進(jìn)入，國(guó)星UVC LED產(chǎn)品則無(wú)紅墨水進(jìn)入，氣密性更好。

同時(shí)考慮產(chǎn)品在某些殘酷環(huán)境的使用情況，我們單獨(dú)對(duì)國(guó)星UVC LED產(chǎn)品進(jìn)行了更嚴(yán)格的氣密性實(shí)驗(yàn)。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，盡管在更嚴(yán)苛的使用條件下，國(guó)星UVC LED產(chǎn)品依然保持著良好的氣密性。

為此，綜合國(guó)星UVC LED器件的封裝經(jīng)驗(yàn)，

我們得出結(jié)論：

通過(guò)封裝工藝，降低封閉腔空氣含量，從而控制氣泡和氣通道的形成，是提高UVC LED器件氣密性和可靠性的關(guān)鍵所在。

值得一提的是，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的深耕和探索，國(guó)星光電通過(guò)優(yōu)化基板表面處理和持續(xù)的封裝固化工藝研究，已形成了一套完善的UVC LED封裝工藝方案，有效降低封閉腔空氣，實(shí)現(xiàn)了UVC LED器件零氣通道，產(chǎn)品氣密性和可靠性水平行業(yè)領(lǐng)先。
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