关于UVC LED的当前热管理以及一些影响其寿命的因素

在当今高度发展的技术中，电子产品的升级越来越快，LED灯技术也在不断发展，这使我们的城市变得丰富多彩。 UVC技术起源于20世纪初，当时汞灯首次量产。
1910年，使用紫外线发射灯对饮用水进行了消毒。但是，原型工厂由于不可靠而被关闭。
在1950年代，对新的UVC水处理系统进行了测试，到1980年代中期，欧洲大约有1500家工厂。目前，UVC LED主要用于消毒医疗器械，水和其他日常消费品。
热管理是指对包装中的耗热组件和系统使用合理的冷却和散热技术以及结构优化设计，以控制其内部温度，以确保电子设备和系统的正常可靠性。目的是使用各种方法来散发该热量，以将包装的温度保持在允许范围内。
UVC LED技术仍处于起步阶段，最大的挑战是UVC LED的热管理。像任何电子组件一样，LED对热非常敏感。
UVC LED具有特别低的外部量子效率（EQE）-它们仅将大约5％的输入功率转换为光。剩余的95％的功率被转换为热量，必须迅速将其移除以使LED芯片保持在其最高工作温度以下。
如果未及时冷却LED芯片，则最终会缩短其使用寿命甚至无法使用。 254nm是灭菌的最佳波长，这是一个误解，因为低压汞灯的峰值波长（仅由灯的物理特性决定）为253.7nm。
实际上，如上所述，一定范围的波长具有杀菌作用。然而，通常认为265nm的波长是最佳的，因为该波长是DNA吸收曲线的峰。
因此，UVC是最适合灭菌的试纸条。像任何电子组件一样，UVC LED对热敏感。
UVC LED具有较低的外部量子效率。在输入功率中，通常少于5％的功率被转换为光（目前，据说相关制造商的工业产品的效率已超过5％），而其余超过95％的功率为光。
转化为光和热。这将导致UVC LED芯片产生异常严重的热量。
此时，如果无法快速散热，并且LED芯片保持在最高工作温度以下，则UVC LED的寿命和可靠性将受到直接影响，甚至可能无法使用。市场上提供的UVC LED光功率文件的范围从2mW，10 mW到100 mW。
不同的应用有不同的电源要求。一般而言，可以通过组合照明距离，动态需求或静态需求来匹配光功率。
照射距离越大，动态需求越大，所需的光功率就越大。随着UVC LED市场的扩大，制造商需要考虑采用新方法来应对这一挑战。
现在，仍然存在的问题是如何应对UV LED的高热需求，同时确保组件保持成本效益，耐用性以及对UV光源本身的抗磨损性。由于UVC LED的尺寸较小，因此大部分热量无法从正面散发，因此LED背面成为有效散发热量的唯一方法。
改善散热的任务已转移到下游封装和模块中。此时，如何在包装过程中做好热管理显得尤为重要。
带平透镜的灯珠的光输出角通常在120-140°之间，而带球面透镜的封装的光输出角在60-140°之间可调。实际上，无论选择多大的UVC LED，都可以设计足够的LED来完全覆盖所需的灭菌空间。
在对灭菌范围不敏感的场景中，较小的出光角可使光线更加集中，从而缩短了灭菌时间。因此，安装有LED的PCB必须具有较高的导热性。
对于可见光LED，通常是基于金属的印刷电路板（MCPCB）。但是，这些不适用于UVC应用。
基于环氧电介质的金属基材可用于可见光应用，但是紫外线（尤其是UVC）会降解有机物质，例如环氧树脂，这会大大缩短金属基材在UV应用中的寿命。唯一可行的替代方法是使用电子级陶瓷。
随着UVC LED市场的进一步扩大，