Светлинната ефективност на дълбокитеUV LEDсе определя главно от външната квантова ефективност, която се влияе от вътрешната квантова ефективност и ефективността на извличане на светлина. С непрекъснатото подобряване (>80%) на вътрешната квантова ефективност на дълбоките UV LED, ефективността на извличане на светлина на дълбоките UV LED се превърна в ключов фактор, ограничаващ подобряването на светлинната ефективност на дълбоките UV LED и ефективността на извличане на светлина на дълбокият UV LED е силно повлиян от технологията на опаковане. Технологията за дълбоко UV LED опаковане е различна от настоящата технология за бяло LED опаковане. Белият светодиод е опакован основно с органични материали (епоксидна смола, силикагел и др.), но поради дължината на дълбоката UV светлинна вълна и високата енергия, органичните материали ще претърпят UV разграждане при дълготрайно дълбоко UV лъчение, което сериозно засяга светлинната ефективност и надеждността на дълбоките UV LED. Следователно дълбоките UV LED опаковки са особено важни за избора на материали.

LED опаковъчните материали включват главно светлоизлъчващи материали, разсейващи топлина субстратни материали и заваръчни свързващи материали. Материалът, излъчващ светлина, се използва за извличане на луминесценция на чипове, регулиране на светлината, механична защита и т.н.; Субстратът за разсейване на топлина се използва за електрическо свързване на чипове, разсейване на топлината и механична опора; Свързващите материали за заваряване се използват за втвърдяване на чипове, залепване на лещи и др.

1. светлоизлъчващ материал:наLED светлинаИзлъчващата структура обикновено използва прозрачни материали за реализиране на светлинен поток и настройка, като същевременно защитава слоя на чипа и веригата. Поради слабата устойчивост на топлина и ниската топлопроводимост на органичните материали, топлината, генерирана от дълбокия UV LED чип, ще доведе до повишаване на температурата на органичния опаковъчен слой и органичните материали ще претърпят термично разграждане, термично стареене и дори необратима карбонизация при висока температура за дълго време; В допълнение, при високоенергийно ултравиолетово лъчение, органичният опаковъчен слой ще има необратими промени, като намалена пропускливост и микропукнатини. С непрекъснатото увеличаване на дълбоката UV енергия, тези проблеми стават по-сериозни, което затруднява традиционните органични материали да отговорят на нуждите от дълбоки UV LED опаковки. Като цяло, въпреки че се съобщава, че някои органични материали могат да издържат на ултравиолетова светлина, поради слабата устойчивост на топлина и липсата на херметичност на органичните материали, органичните материали все още са ограничени в дълбоки UVLED опаковка. Ето защо изследователите непрекъснато се опитват да използват неорганични прозрачни материали като кварцово стъкло и сапфир, за да опаковат дълбоки UV LED.

2. Материали на субстрата за разсейване на топлината:Понастоящем материалите за субстрат за разсейване на топлината на LED включват главно смола, метал и керамика. Както смолистите, така и металните субстрати съдържат изолационен слой от органична смола, който ще намали топлопроводимостта на субстрата за разсейване на топлината и ще повлияе на ефективността на разсейване на топлината на субстрата; Керамичните субстрати включват главно високо/нискотемпературни керамични субстрати с съвместно изпичане (HTCC /ltcc), дебелослойни керамични субстрати (TPC), покрити с мед керамични субстрати (DBC) и галванизирани керамични субстрати (DPC). Керамичните субстрати имат много предимства, като висока механична якост, добра изолация, висока топлопроводимост, добра устойчивост на топлина, нисък коефициент на топлинно разширение и т.н. Те се използват широко в опаковките на захранващи устройства, особено в опаковките на светодиоди с висока мощност. Поради ниската светлинна ефективност на дълбоките UV LED, по-голямата част от входящата електрическа енергия се преобразува в топлина. За да се избегне високотемпературно увреждане на чипа, причинено от прекомерна топлина, топлината, генерирана от чипа, трябва да се разсее навреме в околната среда. Въпреки това, дълбокият UV LED разчита главно на субстрата за разсейване на топлината като път на топлопроводимост. Следователно, керамичният субстрат с висока топлопроводимост е добър избор за субстрат за разсейване на топлината за дълбоки UV LED опаковки.

3. заваряване свързващи материали:Материалите за дълбоко UV LED заваряване включват твърди кристални материали с чип и материали за заваряване на субстрат, които се използват съответно за осъществяване на заваряване между чип, стъклен капак (леща) и керамичен субстрат. За флип чип, евтектичният метод на Gold Tin често се използва за реализиране на втвърдяване на чипа. За хоризонтални и вертикални чипове могат да се използват проводимо сребърно лепило и безоловна спояваща паста за завършване на втвърдяването на чипа. В сравнение със сребърното лепило и безоловната спояваща паста, силата на евтектично свързване на Gold Tin е висока, качеството на интерфейса е добро и топлопроводимостта на свързващия слой е висока, което намалява топлинното съпротивление на LED. Стъклената покривна плоча е заварена след втвърдяването на чипа, така че температурата на заваряване е ограничена от температурата на съпротивление на слоя за втвърдяване на чипа, включително главно директно свързване и спойка. Директното залепване не изисква междинни залепващи материали. Методът с висока температура и високо налягане се използва за директно завършване на заваряването между стъклената покривна плоча и керамичния субстрат. Свързващият интерфейс е плосък и има висока якост, но има високи изисквания за оборудване и контрол на процеса; Спойното свързване използва нискотемпературна спойка на основата на калай като междинен слой. При условия на нагряване и налягане, свързването се завършва чрез взаимна дифузия на атоми между слоя спойка и металния слой. Температурата на процеса е ниска и операцията е проста. Понастоящем спойката често се използва за осъществяване на надеждна връзка между стъклената покривна плоча и керамичния субстрат. Въпреки това, металните слоеве трябва да бъдат подготвени на повърхността на стъклената покривна плоча и керамичния субстрат едновременно, за да отговарят на изискванията за заваряване на метал, а изборът на спойка, покритието на спойка, преливането на спойка и температурата на заваряване трябва да се вземат предвид в процеса на свързване .

През последните години изследователи в страната и чужбина проведоха задълбочени изследвания върху опаковъчните материали за дълбоки UV LED, които подобриха светлинната ефективност и надеждността на дълбоките UV LED от гледна точка на технологията на опаковъчните материали и ефективно насърчиха развитието на дълбоките UV LED технология.