【UV固化機】同為固化系統，為什么UVLED固化機值得比UV汞燈更高的價(jià)格？

UVLED固化機 在固化速度、安全性能、環(huán)保、操作靈活度等方面，毋庸置疑勝于UV汞燈。其價(jià)格更高，也是因為組成結構、生產(chǎn)工藝等原因。昀通科技作為UVLED固化機廠(chǎng)家，今天就帶您了解一下為什么UVLED固化機值得比UV汞燈更高的價(jià)格。

1、外延的技術(shù)難題

目前UV外延片還是使用現有的藍綠光設備生長(cháng)外延結構，藍寶石襯底還是主流，目前銦鎵氮（InGaN）材料是藍光與綠光LED的主流，我們利用銦（In）組分的不同可以得到紅光到紫外光的波長(cháng)范圍，光電轉換效率最大值在4*0~4*0nm波長(cháng)，往長(cháng)波長(cháng)呈緩慢遞減，往短波長(cháng)會(huì )快速遞減，波長(cháng)低于*80納米后效率會(huì )更低，氮化鎵的帶隙寬度是*.4電子伏特（eV），剛好落在*6*nm的波長(cháng)，也是銦鎵氮材料的極限，但是UV短波長(cháng)LED的困難點(diǎn)就在于此，在*6*納米以下的UVA LED，有非常多的問(wèn)題需要克服，我認為有兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)比較重要。

下圖是UVLED外延結構示意圖，如圖所示，第一個(gè)問(wèn)題是發(fā)光層以外的各層材料光吸收問(wèn)題，當波長(cháng)短于**0納米之后，P型的氮化鎵會(huì )吸光，導致量子井發(fā)出的光被大量吸收，另外一個(gè)問(wèn)題就是波長(cháng)越短需要更低的銦組分，銦組分降低會(huì )導致銦鎵氮發(fā)光層的非均勻性被破壞，進(jìn)而導致電光轉換效率的降低，所以為了得到更短的波長(cháng)，在發(fā)光層引入四元的AlInGaN與氮化鋁AlN（6.2eV，1**納米）材料是更短波長(cháng)的UVLED技術(shù)迫切需要的技術(shù)，氮化鎵帶隙波長(cháng)位在*6*nm, 往短波長(cháng)須拉高鋁（Al）含量 ，會(huì )使的結構產(chǎn)生伸張應力(tensile strain), 往長(cháng)波長(cháng)須拉高銦含量（In）會(huì )使的結構產(chǎn)生壓縮應力(compress strain)，相對于傳統藍光與綠光的壓縮應力，鋁含量升高的伸張應力會(huì )使得外延難度上升非常多。

目前這個(gè)問(wèn)題還是一直困擾著(zhù)UV LED的外延工程師，導致UVC的內部量子效率始終只有不到*0%。當然發(fā)光波長(cháng)越短，其它P型層與N型層的材料更需要加入Al的組分，讓吸光的比率降低，所以氮化鋁（AlN）與鋁鎵氮（AlGaN）材料的生長(cháng)更重要，這就需要更高溫的MOCVD系統設計，目前主流的藍光MOCVD系統還不具備這樣的條件。

所以，因為這些問(wèn)題的積累，限制了目前UVA的*6*nm波長(cháng)與UVC波段的外延技術(shù)，最后導致成本居高不下。

2、芯片的技術(shù)難題

在UVLED固化機生產(chǎn)中，芯片的問(wèn)題不比外延少，主要是正裝芯片工藝已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足UVLED固化機的要求了，尤其是*80納米以下的UVLED芯片，目前UVA最主流的技術(shù)是垂直結構芯片，由于垂直結構芯片的發(fā)光面在N型材料，可以有效的降低光被吸收的問(wèn)題，另外垂直結構的光型穩定，大部分都是軸向光，幾乎沒(méi)有側向光，輻射效率高，在固化制程上有比較穩定與均勻的光分布。目前垂直結構的芯片有硅襯底化學(xué)剝離技術(shù)與藍寶石襯底激光剝離技術(shù)，由于兩種工藝的良率較低，工藝較復雜所以成本都比較高，單價(jià)是目前正裝芯片的*到*倍價(jià)格。

而針對UVC結構的280nm與26*nm，目前主流的技術(shù)是倒裝結構，關(guān)鍵問(wèn)題還是如何降低氮化鎵對UVC的光吸收以及良好的歐姆反射電極，而與N型鋁鎵氮合適的歐姆接觸電極也是非常重要的。

下面是UVLED三種結構的比較示意圖，由性能與成本來(lái)看，*8*nm以上的波長(cháng)使用便宜的正裝結構與性能優(yōu)異的垂直結構各具優(yōu)勢，***nm以下波長(cháng)的UVA適合垂直結構，由于有較好的散熱路徑，UVC的波段適合倒裝結構，這也是目前市場(chǎng)上為什么*8*nm以上的器件很便宜，但是波長(cháng)越短的UV，價(jià)格越來(lái)越貴的原因之一吧。

*、封裝的技術(shù)難題

雖然相對容易一些，但是難度跟傳統LED封裝相比，困難了許多，主要是目前的LED封裝材料都無(wú)法滿(mǎn)足UV波段的要求，通常為應對UV LED封裝要求，采用無(wú)機氣密玻璃封裝的UV LED，應對UVLED高能的輻射。因此，減少使用有機類(lèi)的材料，甚至是完全不采用有機類(lèi)材料對UV LED進(jìn)行封裝，進(jìn)而減少或避免因為有機材料導致的衰減問(wèn)題與濕熱應力導致失效的問(wèn)題。在UV波段有較高的穿透率無(wú)機材料，目前的玻璃，石英與NOVAXIL玻璃是UV封裝的必備材料。