實驗科學(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)明與財富豐富人類生活。

作為UVC LED深紫外殺菌行業(yè)先行者，國星光電始終以造福人類為使命，堅守超高的品質(zhì)工藝，以生生不息的技術(shù)創(chuàng)新，致力于推動UVC LED行業(yè)的發(fā)展，希望能為人們健康生活帶來更多的實現(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)的重要標準之一。國星科普第二期，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

從封裝形式說起

我們知道，紫外線（UV）相對于可見光，光子能量更高，高能量光子可能對部分材料引起產(chǎn)生破壞，引起物理或化學(xué)的變化。而UV LED芯片發(fā)出的紫外光隨波長越短，對有機材料破壞越大。為此，選擇合適的材料進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，可以分為有機封裝，半無機封裝以及全無機封裝。

有機封裝 采用硅膠、硅樹脂或者環(huán)氧樹脂等有機材料進行封裝，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一步提高。

半無機封裝 采用有機硅材料搭配玻璃等無機材料，通過在帶杯陶瓷基板邊緣區(qū)域涂覆膠水來實現(xiàn)透鏡的放置。該封裝方式減少了有機材料帶來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。

全無機封裝 則是全程避開有機材料的使用，通過激光焊、波峰焊、電阻焊等方式來實現(xiàn)透鏡和基板的結(jié)合。

由于全無機封裝對封裝材料、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)品基本都采用半無機封裝形式。

控制氣泡和氣通道，

是提高半無機封裝可靠性的關(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機封裝，為了更細化科普其可靠性的問題，讓技術(shù)關(guān)鍵真正落到實際，下面我們聚焦到半無機封裝上來。

那么在半無機封裝中，到底怎樣做，才能提高UVC LED器件的可靠性呢？

首先，我們來看看其核心技術(shù)難點。

在半無機封裝中，玻璃透鏡和帶杯陶瓷基板通過膠水連接會形成一個封閉腔。由于無法對封閉腔抽真空，當膠水熱固化，腔體里面的空氣容易受熱膨脹外溢，形成氣泡，嚴重情況下形成氣通道。此時，外部水汽以及雜質(zhì)可以通過氣泡和氣通道進入產(chǎn)品內(nèi)部，對芯片和基板等材料造成污染，嚴重影響產(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，我們進行了相關(guān)的實驗。

我們分別取樣了市面同級別的3家友商UVC LED產(chǎn)品和國星UVC 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。而國星UVC LED器件內(nèi)部完好密封。

紅墨水浸泡是評估產(chǎn)品氣密性的一個標準實驗。接下來，我們用剛剛實驗1中的三個樣品，同時進行25℃紅墨水24h浸泡實驗。

24小時過后，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入，國星UVC LED產(chǎn)品則無紅墨水進入，氣密性更好。

同時考慮產(chǎn)品在某些殘酷環(huán)境的使用情況，我們單獨對國星UVC LED產(chǎn)品進行了更嚴格的氣密性實驗。

從實驗結(jié)果可以看出，盡管在更嚴苛的使用條件下，國星UVC LED產(chǎn)品依然保持著良好的氣密性。

為此，綜合國星UVC LED器件的封裝經(jīng)驗，

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)過長期的深耕和探索，國星光電通過優(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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