从芯片到封装到终端，解读UVC LED发展现状

一场新型冠状病毒(COVID-19)，大大缩短了UVC LED技术的消费者学习教育时间，应用了UVC LED技术的产品如雨后春笋般疯狂出现。

 

在疫情的影响之下，品牌厂商对于杀菌净化的意识大幅提升，从家电消毒，到空气杀菌、水净化等，UVC LED市场需求居高不下，带动了UV LED整体市场规模的发展。但就目前的技术水平而言，在产业链的不同环节，UVC LED均面临着各不相同的困难。

 

芯片是性能提升、降低成本的根本

 

芯片是UVC LED产业链中最核心的难点。

UVC LED产品目前仍然存在光电转换效率低、性价比相对传统光源低、寿命无法满足大多数应用场景的需求等问题，而这些问题中最基本的问题是光电转化效率。

 

众所周知，未能成功转化为光的电能，则以热能的形式呈现，而芯片的使用寿命又恰恰与温度成反比。同时，由光电转换效率低而带来的高的发热量，也对散热提出了更大的要求，这无形中又再度增加了芯片的成本。

 

当然，经过多年的发展和培育，UVC LED芯片产业也取得了一定的进步，比如国产MOCVD设备现已逐渐具备与国际厂商争锋的资格，这大大降低了UVC LED芯片的生产成本。

 

封装的共性问题：封装方式、材料、工艺

在UVC LED封装过程中，需要全程注意材料的抗紫外性能，这是UVC LED封装与传统白光LED封装之间最大的区别，也是困难所在。

 

封装方式

目前，UVC LED的封装方式主要有三种：有机封装，半无机封装（也称“近无机封装”）以及全无机封装。三种方式各有优缺点。

 

有机材料在长时间接受紫外照射下容易发生紫外降解。因此，有机封装主要在白光LED封装中得到应用，在UVC LED封装中正逐渐被半无机封装、全无机封装取代。

 

此外，全无机封装虽在性能方面较半无机封装优越，但由于技术难度高，价格也更高，因此，目前市面上仍以半无机封装为主。

 

封装材料和工艺

 

封装材料主要包括出光材料、散热基板材料、焊接键合材料；工艺则主要包括固晶、打线（或倒装共晶）和焊接。不同的材料需要搭配不同的工艺。同时，热能作为整个UVC LED产业链的“头号公敌”，是相关企业各显神通“欲除之而后快”的一个难题。热管理与材料、工艺息息相关，不同企业采用了不同的材料组合及工艺方案。

 

出光材料正转向石英玻璃、蓝宝石等无机透明材料来对UVC LED进行封装。

 

据悉，石英玻璃物化性能稳定，在深紫外波段具有高透过率（＞90%），并具有机械强度高、耐热性好、气密性高等特点，因此成为UVC LED封装用透镜材料的热门选项。

 

散热基板材料主要有树脂类、金属类和陶瓷类三种。

焊接键合材料方面，UVC LED的焊接材料主要包括芯片固晶材料和基板焊接材料，分别用于芯片、透镜与基板之间的焊接。

 

应用场景多点开花，但代替汞灯仍待时日

 

UVC LED无须预热时间、不使用汞，具有环保、寿命长、节能、热损失较少等优点，可充分对应到小型空间与表面/空调杀菌的市场需求。

 

但UVC LED欲在短期内完全取代汞灯市场仍然是一个不可能实现的目标。UVC LED目前仍存在光电转换效率低、杀菌效果难以可视化、价格过高、性能评价标准未完善等问题，这是UVC LED在技术发展及应用推广过程中必须去面对和解决的难题。

 

结语：UVC LED的AB面

 

UVC LED的A面，是不断上扬的市场需求。

UVC LED的B面，是不成熟、无序的发展现状。

 

UVC LED市场在博弈中逐步走向成熟阶段。欲戴王冠，必承其重。作为一项高技术门槛的技术，UVC LED是整个产业链的机遇，却也需要企业加大研发力度，才能在激烈而残酷的市场竞争中博得一席之地。

 

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