在疫情陰霾逐漸褪去的當(dāng)下，工作場(chǎng)所及居家的衛(wèi)生安全已經(jīng)成為“日常抗疫”的重要一環(huán)，而如何實(shí)施消毒殺菌保障衛(wèi)生與安全也成為人們的關(guān)注焦點(diǎn)。

而UVC LED體積小、環(huán)保和易于設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，催生出了不同應(yīng)用需求的紫外線產(chǎn)品，應(yīng)用到便攜式消毒電子產(chǎn)品中。

旭宇光電相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴高工LED，隨著人們對(duì)UVC LED產(chǎn)品的進(jìn)一步認(rèn)知，以及行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織也在積極啟動(dòng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作，紫外線殺菌消毒產(chǎn)品在照明電器行業(yè)已成為一個(gè)新的熱點(diǎn)。

UVC LED應(yīng)用市場(chǎng)需求熱

紫外線幾十年前就被應(yīng)用于工業(yè)和民用消毒殺菌領(lǐng)域，它通過(guò)破壞細(xì)菌和病毒的DNA使其喪失繁殖能力來(lái)發(fā)揮作用。

紫外線根據(jù)不同的波長(zhǎng)分為不同的波段，其中，UVC為紫外線中的C波段，波長(zhǎng)在200-280nm之間，又稱為短波滅菌紫外線。所有的紫外線中，UVC短波紫外線殺菌效果最強(qiáng)。

由于此前市面上銷售的紫外線殺菌燈多以紫外線汞燈為光源，這也使得大部分消費(fèi)者對(duì)消毒燈的印象仍處于“汞燈”時(shí)代。

但實(shí)際上，UVC LED與傳統(tǒng)的汞燈相比對(duì)環(huán)境無(wú)污染、壽命長(zhǎng)且低耗能、而體積小的特點(diǎn)也使得其應(yīng)用范圍更大，因此被廣泛運(yùn)用于殺菌技術(shù)。

而UVC LED近兩年的異軍突起，加上疫情所帶來(lái)的“殺菌機(jī)遇”，使得UVC LED成為應(yīng)用市場(chǎng)的寵兒，應(yīng)用場(chǎng)景也開始逐漸往多元化方向發(fā)展。

自疫情以來(lái)，海內(nèi)外有關(guān)UVLED的應(yīng)用一直層出不窮：美國(guó)匹茲堡國(guó)際機(jī)場(chǎng)以及亞馬遜超市出現(xiàn)了UV消毒機(jī)器人的身影；EHC Global推出了一種用于自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的扶手滅菌解決方案。

“UVC LED在殺菌消毒、水凈化、廢水處理等市場(chǎng)有著廣泛的應(yīng)用前景，整體市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)千億元。”旭宇光電副總經(jīng)理陳磊博士表示，手持式消毒棒、空調(diào)殺菌 （車載、家用等）、加濕器消毒、母嬰用具消毒等產(chǎn)品都是UVC LED的應(yīng)用場(chǎng)景。

相關(guān)業(yè)內(nèi)人士也認(rèn)為，由于疫情提高公眾對(duì)于衛(wèi)生健康領(lǐng)域的關(guān)注，因此即使日后深紫外LED熱度下降，但仍會(huì)保持一定的產(chǎn)品占比。“例如近期各大廠商相繼推出的深紫外殺菌冰箱、殺菌飲水機(jī)等產(chǎn)品，都預(yù)示著深紫外LED將走向應(yīng)用市場(chǎng)。”

疫情以來(lái)，深紫外LED市場(chǎng)已逐漸趨于平靜

旭宇光電UVC LED突破

從高效節(jié)能及環(huán)保方面來(lái)講，紫外線LED替代紫外線汞燈是必然的趨勢(shì)，但許多關(guān)鍵指標(biāo)突破是仍是技術(shù)人員的重要挑戰(zhàn)。

而深耕在LED封裝領(lǐng)域的旭宇光電，找準(zhǔn)細(xì)分領(lǐng)域產(chǎn)品拓展的思路，致力于紫外線LED的研究開發(fā)，在已成熟應(yīng)用在光聚合固化的紫外線LED產(chǎn)品基礎(chǔ)上，拓展及研發(fā)紫外線LED在殺菌消毒領(lǐng)域的應(yīng)用。

據(jù)了解，紫外線LED覆蓋了UVA到UVC的230～400nm波段，其中395 nm的輻射效率達(dá)80％為最高，365 nm的輻射效率約為40％，295～355nm的輻射效率僅為8％。

由此可以看到，紫外線LED波長(zhǎng)越短，其輻射效率就越低。

而為了配合客戶的應(yīng)用需求及平衡紫外線LED固有特性，旭宇光電開發(fā)了以陶瓷基板倒裝265～285nm波長(zhǎng)和395～405nm波長(zhǎng)雙芯片結(jié)構(gòu)的3535UVC LED，以及大功率產(chǎn)品6868UVC LED。

旭宇3535和6868UVC產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)為無(wú)機(jī)材料，可有效承受UVC照射；散熱主體為陶瓷基板，散熱能力強(qiáng)；DPC制程線路解析度、產(chǎn)品尺寸精度均較HTCC高。而倒裝芯片+齊納管、透鏡采用高純度石英玻璃，則更加提高了產(chǎn)品可靠性。

圖5 傳統(tǒng)殺菌燈與UVC LED有效波長(zhǎng)對(duì)比及LED封裝形態(tài)圖

值得一提的是，旭宇光電此前也宣布成功開發(fā)出一款光功率100mW級(jí)別UVC產(chǎn)品。該產(chǎn)品可以提供更高的光功率密度和更低的光功率成本，適用于空氣消殺和水消殺場(chǎng)景，可以應(yīng)用在空調(diào)、新風(fēng)系統(tǒng)、冰箱、空氣凈化器、水龍頭、飲水機(jī)、加濕器、洗衣機(jī)等日常家電應(yīng)用中。

據(jù)旭宇光電介紹，該產(chǎn)品采用進(jìn)口UVC LED芯片、超導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷基板搭配高可靠性共晶焊技術(shù)，并采用靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)，有效地解決UVC LED芯片容易被靜電擊穿的缺陷，透鏡和基板無(wú)縫結(jié)合，隔絕外界水汽和污染物的進(jìn)入。經(jīng)過(guò)廣微測(cè)的認(rèn)證，旭宇光電UVC產(chǎn)品對(duì)常見的致病細(xì)菌病毒均達(dá)到99.999%的消殺效果。

據(jù)陳磊介紹，目前UVC LED在芯片和外延技術(shù)方面，仍面臨著光電轉(zhuǎn)換效率、外延技術(shù)難度大、良率低以及成本太高等問題；而在封裝技術(shù)方面，封裝材料耐UV、熱管理技術(shù)等仍需進(jìn)一步改進(jìn)，封裝效率、氣密性還有待提升。

但隨著紫外線LED輻射效率的不斷突破，在消殺領(lǐng)域的應(yīng)用成為必然趨勢(shì)。隨著關(guān)鍵技術(shù)的突破，以及核心材料量產(chǎn)的穩(wěn)定，UVC LED將在消殺領(lǐng)域大有作為，并具有廣闊的應(yīng)用前景。

據(jù)高工LED了解，在廣東省科學(xué)技術(shù)廳發(fā)布的2020年度第一批廣東省工程技術(shù)研究中心名單中，旭宇光電在具有消毒產(chǎn)品生產(chǎn)許可證和經(jīng)營(yíng)許可證資質(zhì)條件下，申報(bào)的《廣東省環(huán)保型深紫外LED殺菌消毒工程技術(shù)研究中心》經(jīng)過(guò)層層篩選和嚴(yán)格評(píng)審，最終成功入選，成為半導(dǎo)體封裝行業(yè)中專研深紫外LED殺菌消毒應(yīng)用的唯一入選企業(yè)。