UVLED光源作為集熱電光于一體的半導(dǎo)體元器件，在其研發(fā)制造與應(yīng)用端的研發(fā)設(shè)計(jì)過程中，都要考慮相關(guān)特性對(duì)功能和壽命的影響。某系統(tǒng)廠家在電流700mA且使用水冷系統(tǒng)的情況下，使用一段時(shí)間后出現(xiàn)了不良現(xiàn)象。大家起初都認(rèn)為是散熱問題，因?yàn)閺谋砻婵葱酒l(fā)黃，可事實(shí)真的如此嗎？

為找出真正原因，我們對(duì)不良品進(jìn)行了分析解剖?？梢悦黠@看出，兩組模組使用的芯片外觀不同，經(jīng)查詢，它們雖來自同一制造商，但芯片有過改進(jìn)。芯片工藝改進(jìn)會(huì)使光電特性改變，將不同工藝的芯片用于同一產(chǎn)品設(shè)計(jì)，可能導(dǎo)致光電參數(shù)不匹配，進(jìn)而使產(chǎn)品熱性能失衡。

從光電參數(shù)來看，兩種工藝下參數(shù)有別，燈珠1電壓為12.82V，燈珠2電壓為13.31V，按照公司0.4V間距標(biāo)準(zhǔn)分檔，此電壓范圍過寬，不宜一起使用。從燈珠輻射效率看，燈珠2小于燈珠1，意味著燈珠2將更多電能轉(zhuǎn)化為熱能。

封裝工藝是在芯片表面涂覆硅膠后加蓋玻璃透鏡，這是可見光LED生產(chǎn)工藝。玻璃透鏡用膠粘方式，氣密性差，所以在芯片表面涂覆硅膠保護(hù)芯片、金線和腔體。我們能看到膠體或芯片有變色痕跡，那到底是膠體還是芯片變色呢？去除芯片表面膠體后，發(fā)現(xiàn)芯片并無發(fā)黃現(xiàn)象，可見發(fā)黃的是膠體。

對(duì)于膠體黃化，我們考慮到散熱問題，熱傳導(dǎo)不暢，一段時(shí)間后可能出現(xiàn)這種情況，這在大功率白光封裝中較常見。進(jìn)一步分析封裝體導(dǎo)熱效果，對(duì)焊接層在X-Ray設(shè)備下做空洞率測(cè)試。兩塊模組中不良品集中在一塊模組上，若只是散熱問題，不應(yīng)只在一塊板上。焊接空洞率在15%以內(nèi)，焊錫工藝已算不錯(cuò)，那是不是芯片產(chǎn)生的熱沒傳導(dǎo)出去呢？分析兩款芯片對(duì)應(yīng)的燈珠散熱能力，發(fā)現(xiàn)燈珠1和燈珠2熱阻均小于2K/W，表明燈珠導(dǎo)熱能力好且相當(dāng)，膠體變色不是芯片工藝不同導(dǎo)致。

再分析膠水特性，功率型封裝常用有機(jī)硅膠，包括甲基硅膠和苯基硅膠。甲基硅膠透濕透氧率為20000-30000cm3/(m2×24H×atm)，苯基硅膠為300-3000cm3/(m2×24H×atm)，一般氣體和水可滲透進(jìn)有機(jī)硅膠內(nèi)部，封裝材料透濕透氧率高則氣密性差，外界有害物質(zhì)易入侵導(dǎo)致器件失效。有機(jī)材料長時(shí)間受UV光照射會(huì)在有氧環(huán)境下光氧化，出現(xiàn)老化、黃化甚至開裂，在深紫外波段更嚴(yán)重，這就是膠體黃化的原因。不同工藝芯片光電參數(shù)不同，影響膠體熱環(huán)境，黃化時(shí)間有別，但這種有機(jī)UVLED封裝使用一段時(shí)間后必然會(huì)出現(xiàn)膠體黃化。

全無機(jī)封裝采用陶瓷C+金屬M(fèi)+硬質(zhì)玻璃H，無有機(jī)材料，玻璃分子間間隙比水小，氣體和水無法透過，比有機(jī)硅膠更易實(shí)現(xiàn)氣密性封裝。此工藝可在真空或干燥保護(hù)氣環(huán)境下激光焊接，氣密性達(dá)美國軍標(biāo)MIL-STD-883要求，能為芯片提供低氧、干燥穩(wěn)定環(huán)境，耐紫外性能好，可保證UVLED長期使用性能穩(wěn)定。對(duì)于工業(yè)級(jí)應(yīng)用，光源是關(guān)鍵部件，全無機(jī)UVLED封裝模式是確?？煽啃缘?*****選擇。