升谱光电:先进UVC LED封装技术,创新杀菌净化模组应用

疫情提高人们对健康消毒的意识,UVC LED市场迎来井喷式增长。升谱光电作为LED封装领域的引领者,不断迭代创新封装技术,形成一套先进的UVC LED封装技术工艺,推动UVC LED产业发展。

6月3日,在TrendForce集邦咨询旗下光电研究处LEDinside携手第14届国际上海水处理展举办的“2021 UVC LED产业现状及技术趋势研讨会”上,升谱光电副总经理尹辉围绕高功率UVC封装技术及水杀菌净化模组应用发表演讲。

升谱光电副总经理尹辉

UVC快速发展的驱动力

尹辉指出,UVC的快速发展有两大驱动因素,一是市场需求,二是UVC技术的迭代发展。

2020年,在新冠疫情的催化下,防疫需求激增,UVC市场迎来了快速发展,UVC LED芯片供不应求,加之渠道代理商囤货,UVC市场十分火热。

“新冠肺炎疫情对UVC LED的应用起到了催化剂的作用,而不是决定性作用。UVC LED市场应用的发展还是要靠自身的技术进步、成本下降和在产品设计端具备的独特优势来决定。”尹辉说道。

尹辉表示,升谱光电UVC LED布局重点落在半导体技术开发和UVC器件封装技术开发,提供模组设计及解决方案、提供创新应用方面的技术支持。

UVC LED产品布局上,升谱光电产品涵盖小功率、中功率、大功率、超大功率,封装结构尺寸有2016、3535、6868、5050、7070、9090等系列,UVC及UVA+UVC集成封装器件,UVC器件的输出光功率覆盖5毫瓦到400毫瓦。

今年一季度,升谱光电已实现200mW批量化生产及出货,预计在第二季度可实100mW以上模组产品动态水杀菌应用,在第三季度将光辐射功率提高10%,并成功投产5L动态水杀菌模组。

UVC LED核心封装技术讲解

UVC LED虽然具有健康环保、应用便捷、瞬间启动等优点,但目前市面上量产流通的UVC LED芯片的光电转换效率只有3%左右,大部分转换成热量,直接影响芯片的寿命。此外,UVC LED还面临成本高等难点。

目前,UVC LED封装有三种形式:有机封装,半无机封装以及全无机封装。

有机材料在长时间接受紫外照射下容易发生紫外降解,存在银浆易脱落、初始产品电压偏高、高温回流焊等问题,因此,有机封装主要在可见光及红外LED封装中得到应用。

升谱光电从封装工艺出发,在半无机封装、全无机封装上提出自己的解决方案。其中,升谱光电半无机封装选用石英玻璃、电镀铜镀金PAD、氮化铝基板三种主要材料,采用共晶工艺固晶。

材料上,高导热氮化铝基板能使热量更迅速、更有效地通过专用通道把热量导出,可有效提升产品的可靠性、使用寿命、耐高温性能等,可满足UVC LED高热管理的需求。

据了解,升谱光电80%以上的客户都选择使用半无机封装的产品结构,只有对产品的可靠性、气密性要求比较高的应用场合会选择采用全无机封装。

另外,全无机封装则分为有透镜(LENS)全无机封装、无透镜(LENS)全无机封装两种,两种全无机封装方式均具备可靠性强、空洞率低、散热性好等优点,全无机封装因其工艺技术难度高,价格也更高。

UVC LED水杀菌净化模组创新应用

尹辉称,UVC LED应用前景比较广,围绕固体,空气,水三个方面的杀菌,UVC LED的应用市场规模巨大,其快速发展离不开技术创新与市场的推动。

其中,在UVC水杀菌模组的创新应用上,升谱光电开发过流式的水杀菌模组。

升谱光电新款2.5L动态水处理杀菌模组,外部可带水流传感器,带电源、运行及故障指示,配备COB UVC灯珠,并且采用全水冷结构与全新自然流杀菌设计,在2L/min的条件下,总菌落数测试结果为99.94%。

尹辉补充道,纯水与自来水对波长250-280nm之间的光线均表现出好的透射特性,5mm厚度的透过率达到80%以上;当波长短于250nm后,两者光吸收率均快速增加,特别是自来水对小于250nm光吸收更加强烈。

尹辉认为,水杀菌应用市场巨大,UVC LED的应用将从生活中涉及到的饮水机、洗碗机、洗衣机等各类消费类用水电器开始,逐渐渗透家庭用水领域,但目前生产、生活、环境水系统距离UVC LED杀菌还为时尚早。

此外,尹辉认为母婴产品、扫地机器人、医疗、工业、家用产品清洁等UVC表面杀菌应用市场潜力无限,但UVC表面杀菌产品性价比要达到消费者可接受范围。

最后,尹辉表示,目前UVC市场仍处于起步阶段,市场潜力较大,UVC LED凭借自身的功率小、体积小、便于设计等诸多优点,能够跨界应用到许多产品上,未来待UVC LED技术突破与成本降低,UVC市场规模将快速上升。(文:LEDinside Mia)

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