經歷過新冠，相信大家對保持環境衛生整潔的重要性有了新的認識。在過去，最傳統的殺菌方式就是曬太陽，這是因為太陽光中的UVC（又稱為短波紫外線、深紫外線，波長范圍200 – 280 nm）具有殺菌消毒作用。但因為UVC的波長較短，往往在大氣中就已經被臭氧層吸收、散射掉了，無法到達地面，所以如何人為制造UVC就變得尤為重要。

目前殺菌消毒市場上，應用較為廣泛的紫外光源有兩種：傳統汞燈和深紫外LED（UVC-LED）。汞燈，也就是水銀燈，是之前紫外線消毒、固化與曝光的主流產品。但由于《汞公約》的實施以及汞燈自身在性能上存在的不足，如壽命短、含有劇毒元素等，深紫外LED正加速取代汞燈成為未來紫外光源市場的主流。相對于傳統汞燈而言，深紫外LED主要具有如下技術優勢：

①不含劇毒元素汞，使用時不會對環境造成污染；

②波長相對單一，無雜峰，殺菌針對性強；

③光譜范圍較窄，光利用率高，在同等條件下耗電量較??；

④體積小，可以應用在傳統汞激發紫外燈管無法使用的狹小空間，極大程度地節省了空間。

深紫外LED的應用

目前，深紫外LED在殺菌消毒、生化檢測、醫療健康、隱秘通訊等領域已經表現出了重要應用價值。特別是在殺菌消毒領域，深紫外LED主要利用高能量紫外線照射微生物并破壞核酸結構，從而達到微生物滅活的目的。尤其是近期，深紫外LED消毒更被認為是一種有效消滅新型冠狀病毒的方法，已被廣泛用于公共場所、交通工具、個人防護等領域。

深紫外LED消毒應用：(a)公共電梯；(b)飛機機艙；(c)個人防護

深紫外LED的散熱難題

不過，深紫外LED雖然具有很多優勢且能被市場所認可和采納，但也存在很多問題影響其廣泛使用，如封裝材料老化情況嚴重、電光轉化效率極低、發熱嚴重、價格昂貴等。下面主要來講講散熱的問題。

首先要知道，深紫外的散熱問題與光提取效率離不開關系——由于界面折射率突變等問題，導致大部分深紫外LED出光無法從芯片中逃逸出來，一部分光被困在封裝腔體內。另外，由于深紫外LED芯片側壁出光量較高，傳統封裝結構無法將深紫外LED側壁光傳導出來，導致出光量降低。

深紫外LED封裝器件

隨后，由于深紫外LED光電轉化效率低，大約只有1-3%被轉換成光，而剩余的97%左右則基本被轉換成熱量，因此深紫外LED芯片結溫較高，容易導致芯片性能降低，甚至失效。而且深紫外LED體積小的特點還會導致大部分熱量還無法從表面進行散熱，進一步加劇對芯片的傷害。

現階段LED有效散熱的唯一途徑就是LED背板，而為了避免熱應力對芯片造成的損傷，目前市面上UVC-LED基本以倒裝芯片搭配高導熱氮化鋁陶瓷基板的方案為主。氮化鋁基板具有很多優勢，首先氮化鋁陶瓷基板的導熱率很高，比氧化鋁基板差不多高10倍；其次，氮化鋁陶瓷基板還有非常優良的絕緣性，熱膨脹系數與芯片材料相匹配，能滿足深紫外LED高散熱的需求。而且陶瓷材料具有優秀的抗紫外性能，抗老化表現優秀，能有進一步延長深紫外LED的使用周期。

總而言之，深紫外LED優勢多多，作為一種新型紫外光源具有廣泛的市場應用價值。為了使其得到更普及的應用，散熱問題絕對不容小視，因此氮化鋁陶瓷基板在這一領域上大有可為，值得關注。

資料來源：

深紫外LED封裝技術及其應用研究，柳星星。

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