كفاءة مضيئة عميقةالأشعة فوق البنفسجية الصماميتم تحديده بشكل أساسي من خلال كفاءة الكم الخارجية، والتي تتأثر بكفاءة الكم الداخلية وكفاءة استخلاص الضوء. مع التحسين المستمر (> 80٪) لكفاءة الكم الداخلية لـ UV LED العميق، أصبحت كفاءة استخلاص الضوء لـ UV LED العميق عاملاً رئيسيًا يحد من تحسين كفاءة الضوء لـ UV LED العميق، وكفاءة استخلاص الضوء لـ يتأثر مصباح الأشعة فوق البنفسجية العميق بشكل كبير بتكنولوجيا التغليف. تختلف تقنية التعبئة والتغليف LED العميقة للأشعة فوق البنفسجية عن تقنية التعبئة والتغليف LED البيضاء الحالية. يتم تعبئة LED الأبيض بشكل أساسي بمواد عضوية (راتنجات الايبوكسي وهلام السيليكا وما إلى ذلك)، ولكن نظرًا لطول موجة الضوء فوق البنفسجية العميقة والطاقة العالية، ستخضع المواد العضوية لتدهور الأشعة فوق البنفسجية تحت الأشعة فوق البنفسجية العميقة لفترة طويلة، مما يؤثر بشكل خطير على كفاءة الضوء وموثوقية مصابيح LED العميقة للأشعة فوق البنفسجية. ولذلك، فإن التغليف العميق بالأشعة فوق البنفسجية LED مهم بشكل خاص لاختيار المواد.

تشتمل مواد التعبئة والتغليف LED بشكل أساسي على المواد الباعثة للضوء والمواد الأساسية لتبديد الحرارة ومواد ربط اللحام. يتم استخدام المواد الباعثة للضوء لاستخراج تألق الرقاقة، وتنظيم الضوء، والحماية الميكانيكية، وما إلى ذلك؛ يتم استخدام ركيزة تبديد الحرارة للتوصيل الكهربائي للرقاقة، وتبديد الحرارة والدعم الميكانيكي؛ يتم استخدام مواد ربط اللحام لتصلب الرقاقة، وربط العدسات، وما إلى ذلك.

1. المواد الباعثة للضوء:الضوء LEDيعتمد الهيكل الباعث عمومًا على مواد شفافة لتحقيق خرج الضوء وتعديله، مع حماية الطبقة الرقيقة والدائرة. نظرًا لضعف مقاومة الحرارة والتوصيل الحراري المنخفض للمواد العضوية، فإن الحرارة الناتجة عن شريحة UV LED العميقة ستتسبب في ارتفاع درجة حرارة طبقة التغليف العضوي، وستخضع المواد العضوية للتدهور الحراري والشيخوخة الحرارية وحتى الكربنة التي لا رجعة فيها تحت درجة حرارة عالية لفترة طويلة. بالإضافة إلى ذلك، تحت الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة، ستحدث لطبقة التغليف العضوية تغييرات لا رجعة فيها مثل انخفاض النفاذية والشقوق الدقيقة. مع الزيادة المستمرة في طاقة الأشعة فوق البنفسجية العميقة، تصبح هذه المشكلات أكثر خطورة، مما يجعل من الصعب على المواد العضوية التقليدية تلبية احتياجات التغليف العميق للأشعة فوق البنفسجية LED. بشكل عام، على الرغم من أن بعض المواد العضوية قد تم الإبلاغ عن أنها قادرة على تحمل الأشعة فوق البنفسجية، بسبب ضعف مقاومة الحرارة وعدم إحكام المواد العضوية، إلا أن المواد العضوية لا تزال محدودة في الأشعة فوق البنفسجية العميقةالتعبئة والتغليف LED. ولذلك، يحاول الباحثون باستمرار استخدام مواد شفافة غير عضوية مثل زجاج الكوارتز والياقوت لتعبئة مصابيح LED العميقة للأشعة فوق البنفسجية.

2. المواد الأساسية لتبديد الحرارة:في الوقت الحاضر، تشمل المواد الأساسية لتبديد الحرارة LED الراتنج والمعادن والسيراميك. تحتوي كل من الراتينج والركائز المعدنية على طبقة عازلة من الراتينج العضوي، مما يقلل من التوصيل الحراري لركيزة تبديد الحرارة ويؤثر على أداء تبديد الحرارة للركيزة؛ تشتمل الركائز الخزفية بشكل أساسي على ركائز السيراميك التي تعمل بدرجة حرارة عالية/منخفضة (HTCC / ltcc)، وركائز السيراميك السميكة (TPC)، وركائز السيراميك المكسوة بالنحاس (DBC) وركائز السيراميك المطلية بالكهرباء (DPC). تتمتع الركائز الخزفية بالعديد من المزايا، مثل القوة الميكانيكية العالية، والعزل الجيد، والموصلية الحرارية العالية، والمقاومة الجيدة للحرارة، ومعامل التمدد الحراري المنخفض، وما إلى ذلك. يتم استخدامها على نطاق واسع في عبوات أجهزة الطاقة، وخاصة عبوات LED عالية الطاقة. بسبب انخفاض كفاءة الإضاءة للأشعة فوق البنفسجية العميقة، يتم تحويل معظم الطاقة الكهربائية المدخلة إلى حرارة. من أجل تجنب تلف الشريحة بسبب ارتفاع درجة الحرارة بسبب الحرارة الزائدة، يجب تبديد الحرارة الناتجة عن الشريحة في البيئة المحيطة في الوقت المناسب. ومع ذلك، يعتمد مصباح UV LED العميق بشكل أساسي على ركيزة تبديد الحرارة كمسار لتوصيل الحرارة. ولذلك، فإن الركيزة الخزفية ذات الموصلية الحرارية العالية هي خيار جيد لركيزة تبديد الحرارة للتغليف العميق للأشعة فوق البنفسجية LED.

3. مواد ربط اللحام :تشتمل مواد اللحام العميقة بالأشعة فوق البنفسجية LED على مواد كريستالية صلبة ومواد لحام الركيزة، والتي يتم استخدامها على التوالي لتحقيق اللحام بين الرقاقة والغطاء الزجاجي (العدسة) والركيزة الخزفية. بالنسبة لرقاقة الوجه، غالبًا ما يتم استخدام طريقة Gold Tin سهلة الانصهار لتحقيق تصلب الرقاقة. بالنسبة للرقائق الأفقية والرأسية، يمكن استخدام الغراء الفضي الموصّل ومعجون اللحام الخالي من الرصاص لإكمال عملية تجميد الرقاقة. بالمقارنة مع الغراء الفضي ومعجون اللحام الخالي من الرصاص، فإن قوة الترابط سهلة الانصهار من Gold Tin عالية، وجودة الواجهة جيدة، والتوصيل الحراري لطبقة الترابط عالية، مما يقلل من المقاومة الحرارية LED. يتم لحام لوحة الغطاء الزجاجي بعد تصلب الرقاقة، وبالتالي فإن درجة حرارة اللحام محدودة بدرجة حرارة المقاومة لطبقة تصلب الرقاقة، بما في ذلك بشكل أساسي الربط المباشر وربط اللحام. لا يتطلب الربط المباشر مواد ربط وسيطة. يتم استخدام طريقة الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية لإكمال اللحام مباشرة بين لوحة الغطاء الزجاجي والركيزة الخزفية. واجهة الترابط مسطحة ولها قوة عالية، ولكن لديها متطلبات عالية للمعدات والتحكم في العمليات؛ يستخدم ربط اللحام لحامًا قائمًا على القصدير منخفض الحرارة كطبقة وسيطة. وفي حالة التسخين والضغط، يكتمل الترابط عن طريق الانتشار المتبادل للذرات بين طبقة اللحام والطبقة المعدنية. درجة حرارة العملية منخفضة والعملية بسيطة. في الوقت الحاضر، غالبًا ما يتم استخدام رابطة اللحام لتحقيق رابطة موثوقة بين لوحة الغطاء الزجاجي والركيزة الخزفية. ومع ذلك، يجب إعداد الطبقات المعدنية على سطح لوحة الغطاء الزجاجي والركيزة الخزفية في نفس الوقت لتلبية متطلبات اللحام المعدني، كما يجب مراعاة اختيار اللحام وطلاء اللحام وتدفق اللحام ودرجة حرارة اللحام في عملية الربط. .

في السنوات الأخيرة، أجرى الباحثون في الداخل والخارج بحثًا متعمقًا حول مواد التعبئة والتغليف العميقة للأشعة فوق البنفسجية LED، مما أدى إلى تحسين كفاءة وموثوقية الإضاءة للأشعة فوق البنفسجية العميقة LED من منظور تكنولوجيا مواد التعبئة والتغليف، وعزز بشكل فعال تطوير الأشعة فوق البنفسجية العميقة تكنولوجيا الصمام.