UVLED作為集熱電光特性于一體的半導體元器件，其在研發(fā)制造以及應用端的設計過程中，必須充分考量相關特性對功能與壽命的作用。下面借助一個案例深入探究其特性。

某系統(tǒng)廠家在電流700mA且采用水冷系統(tǒng)運行一段時間后，出現了燈珠變色的不良現象。乍一看，似乎是散熱問題導致芯片表面變黃，但實際情況并非如此簡單。

觀察發(fā)現，兩組模組所使用的芯片外觀存在差異，雖均來自同一制造商，但有過改進。芯片工藝的變革會引發(fā)光電特性改變，將不同工藝的芯片置于同一系統(tǒng)進行產品設計，可能造成光電參數不匹配，進而致使產品熱性能失衡。例如，燈珠 1 電壓為 12.82V，燈珠 2 電壓為 13.31V，按照 0.4V 間距標準分檔，此電壓范圍過寬，不宜一起使用。從輻射效率來看，燈珠 2 小于燈珠 1，意味著燈珠 2 有更多電能轉化為熱能。

該封裝工藝是在芯片表面涂覆硅膠后加蓋玻璃透鏡，這是可見光LED的生產工藝。玻璃透鏡采用膠粘方式，氣密性較差，為保護芯片、金線及腔體，在芯片表面涂覆硅膠。那么究竟是膠體還是芯片變色呢？去除芯片表面膠體后，發(fā)現芯片無發(fā)黃現象，確定發(fā)黃物質為膠體本身。

對于膠體黃化，起初會懷疑散熱問題，因為熱傳導不暢經長時間可能引發(fā)此現象，這在大功率白光封裝中較為常見。對焊接層在 X-Ray 設備下進行空洞率測試，結果顯示兩塊模組中不良品集中于一塊模組，若僅是散熱不佳，不應僅一塊板出現問題。從測試可知焊接空洞率在15%以內，焊錫工藝良好，并非芯片熱傳導問題。進一步分析燈珠散熱能力，發(fā)現燈珠 1 和燈珠 2 熱阻均小于 2K/W，導熱能力較好且相當，說明膠體變色并非芯片工藝差異導致。

再看膠水特性，功率型封裝常用有機硅膠，分為甲基硅膠和苯基硅膠。甲基硅膠透濕透氧率為 20000 – 30000cm3/(m2×24H×atm），苯基硅膠為 300 – 3000cm3/(m2×24H×atm）。有機硅膠氣密性差，外界有害物質易入侵導致器件失效。研究表明，有機材料受 UV 光照射會發(fā)生光降解（有氧環(huán)境下光氧化），出現老化黃化甚至開裂，深紫外波段更嚴重。所以膠體黃化是膠水氣密性差，空氣和水氣入侵，在UV光作用下所致。不同工藝芯片光電參數不同，影響膠體熱環(huán)境，黃化時間有別，但這種有機UVLED封裝使用一段時間后膠體黃化不可避免。那么如何預防此類問題呢？可從優(yōu)化膠水選擇，提高膠水氣密性；精準匹配芯片工藝，避免光電參數沖突；改進封裝工藝，增強整體防護性等方面著手，從而延長UVLED元器件的使用壽命并保障其功能穩(wěn)定。