Die Lichtausbeute von DeepUV-LEDwird hauptsächlich durch die externe Quanteneffizienz bestimmt, die von der internen Quanteneffizienz und der Lichtextraktionseffizienz beeinflusst wird. Mit der kontinuierlichen Verbesserung (>80 %) der internen Quanteneffizienz von Deep-UV-LED ist die Lichtextraktionseffizienz von Deep-UV-LED zu einem Schlüsselfaktor geworden, der die Verbesserung der Lichteffizienz von Deep-UV-LED und der Lichtextraktionseffizienz von begrenzt Deep-UV-LED wird stark von der Verpackungstechnologie beeinflusst. Die Deep-UV-LED-Verpackungstechnologie unterscheidet sich von der aktuellen weißen LED-Verpackungstechnologie. Weiße LEDs bestehen hauptsächlich aus organischen Materialien (Epoxidharz, Kieselgel usw.). Aufgrund der Länge der tiefen UV-Lichtwelle und der hohen Energie unterliegen organische Materialien jedoch einer UV-Degradation unter Langzeitstrahlung tiefer UV-Strahlung, was ernsthafte Auswirkungen hat die Lichteffizienz und Zuverlässigkeit von Deep-UV-LED. Daher kommt der Deep-UV-LED-Verpackung bei der Materialauswahl eine besondere Bedeutung zu.

Zu den LED-Verpackungsmaterialien gehören hauptsächlich lichtemittierende Materialien, Wärmeableitungssubstratmaterialien und Schweißverbindungsmaterialien. Das lichtemittierende Material wird zur Extraktion der Chip-Lumineszenz, zur Lichtregulierung, zum mechanischen Schutz usw. verwendet. Das Wärmeableitungssubstrat wird für die elektrische Verbindung des Chips, die Wärmeableitung und die mechanische Unterstützung verwendet. Schweißverbindungsmaterialien werden zur Spanverfestigung, Linsenverklebung usw. verwendet.

1. lichtemittierendes Material:DieLED-LichtDie emittierende Struktur verwendet im Allgemeinen transparente Materialien, um die Lichtleistung und -anpassung zu realisieren und gleichzeitig den Chip und die Schaltkreisschicht zu schützen. Aufgrund der geringen Hitzebeständigkeit und geringen Wärmeleitfähigkeit organischer Materialien führt die vom Deep-UV-LED-Chip erzeugte Wärme dazu, dass die Temperatur der organischen Verpackungsschicht ansteigt und die organischen Materialien einem thermischen Abbau, einer thermischen Alterung und sogar einer irreversiblen Karbonisierung unterliegen unter hoher Temperatur für längere Zeit; Darüber hinaus weist die organische Verpackungsschicht unter energiereicher ultravioletter Strahlung irreversible Veränderungen wie eine verringerte Durchlässigkeit und Mikrorisse auf. Mit der kontinuierlichen Zunahme der Energie im tiefen UV-Bereich werden diese Probleme immer gravierender, so dass es für herkömmliche organische Materialien schwierig wird, die Anforderungen von LED-Verpackungen im tiefen UV-Bereich zu erfüllen. Obwohl berichtet wurde, dass einige organische Materialien ultraviolettem Licht standhalten können, sind organische Materialien aufgrund der geringen Hitzebeständigkeit und mangelnden Luftdichtheit organischer Materialien im Allgemeinen immer noch im tiefen UV-Bereich begrenztLED-Verpackung. Daher versuchen Forscher ständig, anorganische transparente Materialien wie Quarzglas und Saphir zu verwenden, um LEDs im tiefen UV-Bereich zu verpacken.

2. Materialien des Wärmeableitungssubstrats:Derzeit umfassen LED-Wärmeableitungssubstratmaterialien hauptsächlich Harz, Metall und Keramik. Sowohl Harz- als auch Metallsubstrate enthalten eine Isolierschicht aus organischem Harz, die die Wärmeleitfähigkeit des Wärmeableitungssubstrats verringert und die Wärmeableitungsleistung des Substrats beeinträchtigt. Zu den Keramiksubstraten gehören hauptsächlich bei hoher/niedriger Temperatur gemeinsam gebrannte Keramiksubstrate (HTCC/LTCC), Dickschicht-Keramiksubstrate (TPC), kupferkaschierte Keramiksubstrate (DBC) und galvanisierte Keramiksubstrate (DPC). Keramiksubstrate haben viele Vorteile, wie z. B. hohe mechanische Festigkeit, gute Isolierung, hohe Wärmeleitfähigkeit, gute Hitzebeständigkeit, niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient und so weiter. Sie werden häufig in der Verpackung von Leistungsgeräten verwendet, insbesondere in Hochleistungs-LED-Verpackungen. Aufgrund der geringen Lichteffizienz von Deep-UV-LED wird der größte Teil der zugeführten elektrischen Energie in Wärme umgewandelt. Um Hochtemperaturschäden am Chip durch übermäßige Hitze zu vermeiden, muss die vom Chip erzeugte Wärme rechtzeitig an die Umgebung abgeführt werden. Allerdings ist die Deep-UV-LED hauptsächlich auf das Wärmeableitungssubstrat als Wärmeleitungspfad angewiesen. Daher ist das Keramiksubstrat mit hoher Wärmeleitfähigkeit eine gute Wahl als Wärmeableitungssubstrat für LED-Gehäuse mit tiefem UV-Schutz.

3. Schweißverbindungsmaterialien:Zu den Tief-UV-LED-Schweißmaterialien gehören Chip-Festkristallmaterialien und Substratschweißmaterialien, die jeweils zum Schweißen zwischen Chip, Glasabdeckung (Linse) und Keramiksubstrat verwendet werden. Bei Flip-Chips wird häufig die eutektische Gold-Zinn-Methode verwendet, um die Chip-Erstarrung zu erreichen. Für horizontale und vertikale Chips können leitfähiger Silberkleber und bleifreie Lotpaste verwendet werden, um die Chipverfestigung abzuschließen. Im Vergleich zu Silberkleber und bleifreier Lotpaste ist die eutektische Bindungsfestigkeit von Gold-Zinn hoch, die Schnittstellenqualität ist gut und die Wärmeleitfähigkeit der Bindungsschicht ist hoch, was den thermischen Widerstand der LED verringert. Die Glasabdeckplatte wird nach der Chip-Erstarrung geschweißt, daher wird die Schweißtemperatur durch die Widerstandstemperatur der Chip-Erstarrungsschicht begrenzt, hauptsächlich einschließlich Direktbonden und Lötbonden. Für die direkte Verklebung sind keine Zwischenverklebungsmaterialien erforderlich. Das Hochtemperatur- und Hochdruckverfahren wird verwendet, um die Schweißung zwischen der Glasdeckplatte und dem Keramiksubstrat direkt abzuschließen. Die Klebeschnittstelle ist flach und weist eine hohe Festigkeit auf, stellt jedoch hohe Anforderungen an die Ausrüstung und Prozesssteuerung. Beim Lötbonden wird als Zwischenschicht Niedertemperaturlot auf Zinnbasis verwendet. Unter der Bedingung von Erhitzen und Druck wird die Bindung durch die gegenseitige Diffusion von Atomen zwischen der Lotschicht und der Metallschicht vervollständigt. Die Prozesstemperatur ist niedrig und die Bedienung einfach. Zur Herstellung einer zuverlässigen Verbindung zwischen Glasdeckplatte und Keramiksubstrat wird derzeit häufig die Lötverbindung eingesetzt. Allerdings müssen gleichzeitig Metallschichten auf der Oberfläche der Glasdeckplatte und des Keramiksubstrats vorbereitet werden, um die Anforderungen des Metallschweißens zu erfüllen, und beim Verbindungsprozess müssen die Auswahl des Lots, die Lotbeschichtung, der Lotüberlauf und die Schweißtemperatur berücksichtigt werden .

In den letzten Jahren haben Forscher im In- und Ausland eingehende Untersuchungen zu Deep-UV-LED-Verpackungsmaterialien durchgeführt, die die Lichtausbeute und Zuverlässigkeit von Deep-UV-LED aus Sicht der Verpackungsmaterialtechnologie verbessert und die Entwicklung von Deep-UV wirksam vorangetrieben haben LED-Technologie.