原创 UV LED打开健康领域新蓝海,陶瓷电路板解决痛点

2021-4-8 11:01 347 0 分类: PCB

2020 年初,新冠疫情爆发,UV LED尤其是UV LED 市场迎来井喷式增长,此次疫情提高人们对健康消毒的意识,各类UV消毒产品供不应求,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。UV LED进入高速增长的元年。

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。UV LED作为新型紫外光源,拥有光电转换效率高,波段单色性好的优点。在UV LED光源进入市场之前,UV光源主要为金属卤素灯、荧光汞灯等。金属卤素灯光谱较宽,需要特殊的滤光片,才可发出需要波段的光线。随着《水俣公约》等国际环保合约的发布,社会群众环保意识的提高,荧光汞灯使用将会逐渐受限。UV LED则有效弥补了上述光源的不足,且UV LED的使用寿命更长、输出更稳定,在设备寿命期内不需更换光源,使用成本更低,具有较好的普及应用前景。

UV LED 经过数年市场培育,目前政策、产业、技术及市场也逐步形成合力。其中,政策端方面,《关于汞的水俣公约》明确了相应添汞产品应于 2020 年完成其生产和进出口 的淘汰,在此背景下传统紫外汞灯消毒、杀菌产品将逐步被 UV LED 产品代替;技术端方面,UV LED 的技术已经日益成熟;产业端方面, 国内外上游芯片厂商积极推动 UV LED 芯片扩产,将带动成本稳步下降;市场端方面,UV LED 从以往的胶水固化、PCB 曝光、印刷等工业领域和诱蚊、美甲、防伪检测等领域应用场景开始向家电、家居消毒、杀菌、净化大容量应用场景拓展。在政策、产业、技术及市场应用等多方面合力驱动下,UV LED 即将进入到黄金发展期。但是当下UV LED还有难题需要解决。

一个是热管理,另一个就是封装,俩个问题难倒UV LED这位英雄汉。

UV 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,电光转化效率极低。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UV半导体芯片发热严重,严重影响了UV半导体产品的寿命和可靠性。

UV LED芯片发出的紫外光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,一样影响了UV半导体产品的寿命和可靠性。很明显,有机封装并不能满足UV LED的需求。

为此,选择合适的材料进行封装显得尤为重要.

那么有没有一种封装材料,可以解决 UV LED的难题,帮助他突破瓶颈呢?——这就要说到斯利通陶瓷电路板了。

由于UV 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UV 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UV 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 UV LED的使用周期。

在综合质量、技术和成本的前提下,目前市面上中小功率UV 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UV-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。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,是UV-LED品质的有效保障。

疫情常态化的发展将加速 UV LED 产业链落地,消杀类市场有望井喷式开拓。长远来看,一方面随着对消毒、杀菌、净化应用场景的不断挖掘,UV LED将在各种类型的家电、家居中渗透应用。不仅如此UV LED 在光固化、光医疗、母婴产品、食品、植物照明、汽车空调、工业净化等领域也有广泛的应用发展潜力。

作者: 斯利通, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3876914.html

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