【UV固化機(jī)價(jià)格】相同的固化系統(tǒng)，為什么UVLED固化機(jī)比UV水銀燈

        UVLED固化機(jī)價(jià)格
        在目前固化工藝中，主流的兩種固化方式是UVLED固化機(jī)和UV汞燈，購(gòu)買或使用過(guò)這兩種固化方式的的朋友應(yīng)該都知道，UVLED固化機(jī)相比UV汞燈價(jià)格會(huì)更高一些。同為固化系統(tǒng)，為什么UVLED固化機(jī)價(jià)格更高，仍有很多客戶愿意為其買單呢？甚至很多原本使用UV汞燈的客戶，后來(lái)都將產(chǎn)線更改為UVLED固化機(jī)呢？
        UVLED固化機(jī)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?yàn)榻M成結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝等原因。三昆科技作為UVLED固化機(jī)廠家，今天就帶您了解一下為什么UVLED固化機(jī)值得比UV汞燈更高的價(jià)格。
        
        價(jià)格高的原因
        1、外延的技術(shù)難題
        目前UV外延片還是使用現(xiàn)有的藍(lán)綠光設(shè)備生長(zhǎng)外延結(jié)構(gòu)，藍(lán)寶石襯底還是主流，目前銦鎵氮（InGaN）材料是藍(lán)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(zhǎng)范圍，光電轉(zhuǎn)換效率最大值在430~450nm波長(zhǎng)，往長(zhǎng)波長(zhǎng)呈緩慢遞減，往短波長(zhǎng)會(huì)快速遞減，波長(zhǎng)低于380納米后效率會(huì)更低，氮化鎵的帶隙寬度是3.4電子伏特（eV），剛好落在365nm的波長(zhǎng)，也是銦鎵氮材料的極限，但是UV短波長(zhǎng)LED的困難點(diǎn)就在于此，在365納米以下的UVA LED，有非常多的問(wèn)題需要克服，我認(rèn)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(jié)構(gòu)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(dāng)波長(zhǎng)短于370納米之后，P型的氮化鎵會(huì)吸光，導(dǎo)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(zhǎng)越短需要更低的銦組分，銦組分降低會(huì)導(dǎo)致銦鎵氮發(fā)光層的非均勻性被破壞，進(jìn)而導(dǎo)致電光轉(zhuǎn)換效率的降低，所以為了得到更短的波長(zhǎng)，在發(fā)光層引入四元的AlInGaN與氮化鋁AlN（6.2eV，197納米）材料是更短波長(zhǎng)的UVLED技術(shù)迫切需要的技術(shù)，氮化鎵帶隙波長(zhǎng)位在365nm, 往短波長(zhǎng)須拉高鋁（Al）含量 ，會(huì)使的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生伸張應(yīng)力(tensile strain), 往長(zhǎng)波長(zhǎng)須拉高銦含量（In）會(huì)使的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力(compress strain)，相對(duì)于傳統(tǒng)藍(lán)光與綠光的壓縮應(yīng)力，鋁含量升高的伸張應(yīng)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UV LED的外延工程師，導(dǎo)致UVC的內(nèi)部量子效率始終只有不到50%。當(dāng)然發(fā)光波長(zhǎng)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(zhǎng)更重要，這就需要更高溫的MOCVD系統(tǒng)設(shè)計(jì)，目前主流的藍(lán)光MOCVD系統(tǒng)還不具備這樣的條件。
        所以，因?yàn)檫@些問(wèn)題的積累，限制了目前UVA的365nm波長(zhǎng)與UVC波段的外延技術(shù)，最后導(dǎo)致成本居高不下。
        
        上圖為典型的UV外延結(jié)構(gòu)示意圖
        2、芯片的技術(shù)難題
        在UVLED固化機(jī)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)法滿足UVLED固化機(jī)的要求了，尤其是380納米以下的UVLED芯片，目前UVA最主流的技術(shù)是垂直結(jié)構(gòu)芯片，由于垂直結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的光型穩(wěn)定，大部分都是軸向光，幾乎沒(méi)有側(cè)向光，輻射效率高，在固化制程上有比較穩(wěn)定與均勻的光分布。目前垂直結(jié)構(gòu)的芯片有硅襯底化學(xué)剝離技術(shù)與藍(lán)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(fù)雜所以成本都比較高，單價(jià)是目前正裝芯片的3到5倍價(jià)格。
        而針對(duì)UVC結(jié)構(gòu)的280nm與265nm，目前主流的技術(shù)是倒裝結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵問(wèn)題還是如何降低氮化鎵對(duì)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(jié)構(gòu)的比較示意圖，由性能與成本來(lái)看，385nm以上的波長(zhǎng)使用便宜的正裝結(jié)構(gòu)與性能優(yōu)異的垂直結(jié)構(gòu)各具優(yōu)勢(shì)，375nm以下波長(zhǎng)的UVA適合垂直結(jié)構(gòu)，由于有較好的散熱路徑，UVC的波段適合倒裝結(jié)構(gòu)，這也是深圳市場(chǎng)上為什么385nm以上的器件很便宜，但是波長(zhǎng)越短的UV，價(jià)格越來(lái)越貴的原因之一吧。
        
        上圖三種UVLED芯片結(jié)構(gòu)的比較示意圖
        3、封裝的技術(shù)難題
        雖然相對(duì)容易一些，但是難度跟傳統(tǒng)LED封裝相比，困難了許多，主要是目前的LED封裝材料都無(wú)法滿足UV波段的要求，通常為應(yīng)對(duì)UV LED封裝要求，采用無(wú)機(jī)氣密玻璃封裝的UV LED，應(yīng)對(duì)UVLED高能的輻射。因此，減少使用有機(jī)類的材料，甚至是完全不采用有機(jī)類材料對(duì)UV LED進(jìn)行封裝，進(jìn)而減少或避免因?yàn)橛袡C(jī)材料導(dǎo)致的衰減問(wèn)題與濕熱應(yīng)力導(dǎo)致失效的問(wèn)題。在UV波段有較高的穿透率無(wú)機(jī)材料，目前的玻璃，石英與NOVAXIL玻璃是UV封裝的必備材料。
        綜上所訴，UVLED固化這一高新技術(shù)，在材料、生產(chǎn)工藝。研發(fā)等方面的成本都較高，因此價(jià)格相比UV汞燈會(huì)更高。但是UVLED固化機(jī)的固化效果也印證了其價(jià)格是值得的，因此才會(huì)有這么多客戶愿意購(gòu)買UVLED固化機(jī)，甚至取代UV汞燈。
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