前言

“产生的热量要比光更多”，这句话总结了UVC LED这个日益增长的市场面临的“热量挑战”。做好产品热管理是提高UVC LED寿命的关键一步。

一、热管理概述

热管理是指对封装体内的耗热元件及系统采用合理的冷却、散热技术和结构优化设计，对其内部温度进行控制，从而保证电子器件和系统正常可靠性的工作，目的是通过各种方法导出这些热量，使封装体的温度维持在允许范围内。

二、热管理是提高UVC LED寿命的关键

像任何电子元器件一样，UVC LED对热敏感。UVC LED具有较低的外量子效率，在输入的功率中，普遍只将不到5％的功率转换成光（目前，据说有相关厂家产业化成品效率已经超过5%），剩余超过95％的功率被转换成热量。这就导致UVC LED芯片发热异常严重。此时，如果不将热量快速去除，保持LED芯片低于其最大工作温度，直接影响了UVC LED的寿命和可靠性，甚至不能使用。

由于UVC LED本身体积较小，大部分的热量无法从正面散热，因此LED背面成为了有效散热的唯一途径。改善散热的任务就转嫁到了下游的封装和模组。此时，如何在封装环节做好热管理显得尤为重要。

三、封装环节的热管理，离不开材料和工艺两个方面

1.材料方面。经过多年的发展，目前市面上UVC LED封装的材料和固晶工艺差异不大，市面上UVC LED基本以倒装芯片搭配高导热氮化铝基板的方案为主。由于氮化铝（AIN）具有优异的导热性（140W/mK-170W/ mK），能耐紫外线光源本身的老化。这种方案即满足了UVC LED高热管理的需求，又有利于UVC LED的品质管控。

2.封装工艺是热管理的影响因素。封装工艺主要体现在固晶技术上，包括银浆焊接、锡膏焊接和金锡共晶焊三种方式。

银浆焊接虽然结合力不错，但容易造成银迁移，导致器件失效。

锡膏焊接，由于锡膏熔点仅220度左右，因此在器件贴片后，再次过炉会出现再融现象，芯片容易脱落失效，影响UVC LED可靠性。

金锡共晶焊主要通过助焊剂进行共晶焊接，能有效提升芯片与基板的结合强度和导热率，相比之下可靠性更高，有利于UVC LED的品质管控。

因此，市面上多采用金锡共晶焊方式。与前两种固晶方式相比，其主要通过助焊剂进行共晶焊接，能有效提升芯片与基板的结合强度和导热率，更为可靠，有利于UVC LED的品质管控。

四、材料和工艺相同，热管理效果仍旧可能差异较大

1.做好热管理，关键在于降低焊接空洞率

在焊接工艺中，主要涉及焊接空洞率问题。焊接空洞指LED芯片与基板焊接过程中形成的缺陷，在外形上呈现为空洞的状态，是影响散热的重要指标，通过相关实验得出焊接空洞率越低，散热效果越好，产品寿命越长，品质越好。

2. 光源模组的散热也是关键之一。

对于多芯片集成的UVC LED来说，集成芯片越多，散热问题越严峻。虽然厂家会通过降低焊接空洞率以提高散热效果，但铝基板并非最终的散热器。

LED灯珠产生的热量传导到铝板后，铝基板需要通过导热界面材料将热量高效传导到散热器上散热，以保证LED灯珠长时间使用的稳定性及安全性。导热界面材料能为铝基板与散热片器之间的空隙、粗糙表面纹理提供一个有效的导热途径，进而提高模组的散热效率。导热界面材料种类多样，高压缩性，超柔软，可作为振动吸收体的导热硅胶片亦可应用在UV LED中。

五、小结

随着UVC LED市场进一步扩大，制造商需要考虑新的方法来应对这一挑战。现在，问题仍然是如何处理UV LED的高热需求，同时确保组件保持成本效益、耐用、能耐紫外线光源本身的磨损。由LED实现的UVC消毒技术可以带来真正的变革效果，产业发展中需要确保能够克服UV LED所面临的热挑战。

参考资料：

国星光电《那些隐藏在UVC LED背后的封装技术秘密》

《行家说白皮书》

AOK傲川《一个技术细节，UVC-LED灭菌效果千差万别》