實(shí)驗(yàn)科學(xué)的創(chuàng)始人弗朗西斯·培根曾說過，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，mini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。mini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
從封裝形式說起
我們知道，紫外線（UV）相對(duì)于可見光，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、硅樹脂或者環(huán)氧樹脂等有機(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)的光衰問題以及濕熱應(yīng)力導(dǎo)致的失效問題，能有效提高UVC LED器件的穩(wěn)定性和可靠性。
全無(wú)機(jī)封裝則是全程避開有機(jī)材料的使用，通過激光焊、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miniUVC LED產(chǎn)品，在顯微鏡下觀察樣品。
通過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miniUVC 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，miniUVC 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)miniUVC 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，miniUVC LED產(chǎn)品依然保持著良好的氣密性。
為此，綜合miniUVC LED器件的封裝經(jīng)驗(yàn)，
我們得出結(jié)論：
通過封裝工藝，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)過長(zhǎng)期的深耕和探索，mini光電通過優(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。
未來(lái)，UVC LED技術(shù)方面又有哪些方向和趨勢(shì)呢？讓我們下期再見！
