目前,很多的工业领域都在使用UV固化设备,但很多使用传统汞灯的企业,面对UV固化的价格却止步不前了,那么UV从诞生到今天还需要哪些需要解决的问题呢?
其实除了UV LED的封装技术性难题,但要想把UV做到亲民价格,科研人员面对UV LED的热管理同样是一个严肃的问题。
UV LED的热管理,尤其是UVC LED的外量子效率(EQE)特别低,它们只将大约2~3%的功率输入转换成光。剩余97%的功率被转换成热量,热量必须要快速去除,所以导热基板必须要有非常高的导热系数,过去的PCB,陶瓷与铝基板都很难达到这样的要求,除非加入主动散热的技术。最主流的封装基板氮化铝(AIN)具有优异的导热性(140W/mK-170W/ mK),但是很昂贵,另外3D成型DPC陶瓷基板,以在陶瓷基板表面一体成型获得金属密封腔,形成陶瓷-金属3D密封结构也可以满足现有UV封装技术的发展需要,图十是目前UV封装所用的主要材料示意图,我认为UVC封装的成本高企,除了贵得离谱的芯片,主要还是需要更好的材料来维持它的可靠度。
UV封装结构与封装材料的示意图
名家入局,UV LED取代汞灯指日可待
现在的UVC-LED玩家,技术领先以日美企业为主,其中包括美国Crystal IS、日本的日机装(NIKKISO)等国际公司,第二梯队为以LG Innotek为代表的韩国企业和以光鋐科技为代表的台湾企业,当然除了青岛杰森有UVC消毒杀菌的产品之外,内地的公司大部分还是处于研发阶段,现在我帮大家介绍各家企业的UVC-LED技术水平,w66最给力的老牌一般使用电光转换效率来评价。
日机装NIKKISO最近宣布的280nm波长UVC-LED的输出功率为140mW,使用电流为350mA,最终折算的电光转换效率约为2.5%左右,为国际领先水平。Crystal IS 的275nm波长LED,其输出功率为67mW,其光电转换效率为1.3%。LG Innotek的278nm LED,350mA下最大输出功率为60mW,其效率约在1.6%。台湾代表企业有光鋐科技,其280nm LED 40mA时输出功率为6mW左右,其效率约为1.5%。国内厂商青岛杰生的官网显示,其275-285nm LED,40mA下输出功率为1.5-4.0mW,光电转换效率为0.3-0.8%。
目前所有的紫外光源总产值中,汞灯还是占据主导地位,但是紫外LED目前也正在奋起直追,预计在三年后,所有紫外光源的总产值占比将会超越汞灯。
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