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      紫外lLED芯片及封裝標準現狀分析
      紫外lLED芯片及封裝標準現狀分析

      1、紫外LED芯片

      紫外LED外延片經過光刻、刻蝕、淀積、退火等半導體制作工藝,形成可以切割、分離的芯片。如果襯底是不導電的藍寶石,P電極通過淀積合適的金屬材料形成,而n電極需要腐蝕p型層和有源區,淀積電極材料形成平面結構的正裝芯片;其他如平面結構的倒裝芯片、轉移襯底的垂直結構芯片等,芯片相關的標準匯總表見附件表。
      2、紫外LED封裝
      紫外LED封裝技術與可見光LED工序類似,現在的主要兩個問題是熱管理和光提取。產品封裝形式比較多樣化,根據封裝材料的類型,可以分為有機封裝,半無機封裝以及全無機封裝。有機封裝與傳統封裝一樣,采用硅膠、硅樹脂或者環氧樹脂等有機材料進行封裝,技術相對比較成熟,包括Lamp、SMD、陶瓷Molding等產品。密封材料和光學材料需要增加抗UV的材料。
      半無機封裝采用有機硅材料搭配玻璃等無機材料,通過在基板四周涂覆膠水來實現透鏡的放置。若環氧樹脂透鏡被玻璃透鏡取代,壽命可以從5000小時提高到2萬小時(研發水平),因為紫外光加速了環氧樹脂材料的老化,玻璃的耐久性和可靠性相對好一些。另外一個選擇是玻璃透鏡和硅膠封裝組合,可以承受更高的密度,更高的光效,但是壽命相對短,理論上只有15000小時-20000小時。相比有機封裝,半無機封裝方式的優勢在于極大程度地減少了有機材料的比例,減少了有機材料帶來的光衰問題以及濕熱應力導致的失效問題,穩定性和可靠性得到了大幅度的提升。
      全無機封裝則是不使用有機材料,通過激光焊、波峰焊、電阻焊等方式來實現透鏡和基板的結合,完全避免了有機材料的存在。當然目前已經存在了抗UVC波段的氟樹脂材料,并隨著材料的發展,未來紫外器件封裝在部分領域還是有回歸到有機封裝當中的可能。
      紫外LED隨著波長的降低,壽命會降低。目前395nm比較好的壽命L70基本30000小時左右,而UVC的壽命L70目前國內外參差不齊,好的能到15000小時以上,而差的只有2000小時不到,這和LED外延層的缺陷有關,此時無機封裝對壽命的提升效果有限。
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