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科普|你知道这些隐藏在紫外线发光二极管背后的包装技术秘密吗?

作者:baidu.com来源:未知   添加时间:2020-05-16 08:59   浏览次数:

紫外线发光二极管的流行被认为在不久的将来会被业界感受到。下面这篇关于科普的文章来自星光电力。作为UVC发光二极管深度紫外线杀菌行业的先驱,国兴光电气从包装端开始,直接触及技术门槛,分享解决方案。我相信它会给家庭成员带来更多的想法和参考,配合行业有序健康的发展,为人类的健康生活提供更多的技术实现途径。

紫外线发光二极管继续加热市场。大师们都知道UVC发光二极管消毒效果显著。在必要的剂量和距离下,杀死普通细菌只需要几秒钟到几十秒钟。然而,大家不知道的是,随着市场的火爆,市场上出现了各种UVC发光二极管应用产品。其中一些是劣质的,通常有相同水平的紫外线发光二极管产品。实际使用结果大不相同。

归根结底,这是工艺和手艺的区别。

本期关于UVC发光二极管封装技术的科普文章将从热管理开始,探讨UVC发光二极管封装技术背后的秘密。

热管是延长紫外线发光二极管使用寿命的枢纽。

像任何电子元件一样,uvcld对热敏感。

紫外发光二极管的外部量子效率(EQE)相对较低,只有大约1-3%的输入功率被转换成光,而其余的97%基本上被转换成热。此时,如果热量不能迅速消除,并且所连接的发光二极管芯片低于其最高工作温度,芯片的使用寿命将直接受到影响,甚至无法使用。可以说热处理是提高紫外发光二极管使用寿命的环节。

要做好热处理工作,关键是降低焊接粗糙度。

由于UVC发光二极管体积小,大部分热量无法从皮肤阶段散发,这是有效散发发光二极管背后热量的唯一方法。此时,如何做好封装接头的热管理尤为重要。

谈到包装中的热管理,不能从两个方面分开,一个是材料,另一个是技术。

在材料方面,经过多年的发展,如今市场上的UVC发光二极管主要是基于高导热氮化铝基板的倒装芯片。氮化铝(AIN)具有优异的导热性(140瓦/毫卡-170瓦/毫卡),并且能够使紫外光源自身老化,以满足UVC发光二极管对高热管理的要求。

就技术而言,今天市场上有几种固体晶体形式。首先是使用银浆。尽管这种方法具有良好的连接,但它很容易导致银迁移并导致器件故障。第二种方法是焊锡膏焊接,因为焊锡膏的熔点只有220度左右,器件粘贴后,器件通过熔炉后会再次熔化,芯片容易脱落失效,影响UVC发光二极管的可靠性。因此,第三种类型的固体晶体是市场上最常用的:金锡共晶焊接。与前两种固晶方式相比,在一次工艺中使用助熔剂进行共晶焊接可以有效提高芯片与基板之间的连接强度和导热率,更加可靠,有利于UVC发光二极管的质量控制。

既然大多数UVC发光二极管封装材料和芯片焊接工艺在市场上很常见,为什么热处理的结果会如此不同?

在这里,我们必须提到焊接的原始速度。

简言之,焊料漂浮率是指在焊接发光二极管芯片和基板的过程中形成的缺陷,这些缺陷由于工艺和其他因素的影响而不能在部门区域焊接。这些缺陷外观简单,是影响散热的主要指标。

为了更直观地显示焊接渗出率对热处理的影响,我们区分并以国星UVC发光二极管和友好商数UVC发光二极管为实验对照样品,进行简单率检测、热阻对比实验和产品寿命实验。两个样品均采用通讯发光二极管进口芯片和金锡共晶焊接工艺。

注:图中蓝绿色的点是产品焊接浮动。

经过测试和计算,在相同尺寸的发光二极管芯片下,国星UVC发光二极管封装器件的平坦度仅为9%,友好商UVC发光二极管封装器件的浮动率为18%。

在紫外线下

在0到480小时内,浮动率对光功率维持率的影响没有太大变化。然而,从480小时后开始,国星UVC发光二极管的光功率维持率(低至9%)与友好商UVC发光二极管的光功率维持率(浮动率为18%)大不相同。4000小时内,尚友UVC发光二极管的光功率维持率仅为60%左右,而国星UVC发光二极管的光功率维持率较低,4000小时内仍为80%左右。

这个过程就是上面提到的三个实验。我们得出结论,焊接粗糙度越低,散热效果越好,产品寿命越长,质量越好。

值得注意的是,在降低UVC发光二极管产品的焊接浮动率方面,国兴光电已经形成了一套先进完善的技术。目前,国星UVC发光二极管产品的整体粗糙面积低于10%,单个产品的最大粗糙面积低于2%。与市场上同类产品15%-30%的粗加工率相比,处于行业领先水平,散热效果好,产品寿命长,产品质量控制好。

降低焊接孔率是做好产品热管理、提高UVC发光二极管使用寿命的一个步骤。接下来,uvcld的技术障碍是什么?我们如何解决它?下次我们再见面吧。(原件:国兴光电气)

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