在與新冠病毒抗?fàn)幍倪@一年多的時(shí)間里，人類全面提升了健康意識(shí)，對(duì)消毒凈化的需求也逐步提高。UVC LED作為一種環(huán)保、節(jié)能、高效的消毒防護(hù)手段，也在這一年多的時(shí)間里漸成燎原之勢(shì)。

安芯美于2020年12月成立。其前身是成立于2000年的上海北大藍(lán)光公司，于2016年開始研發(fā)UVC LED產(chǎn)品。目前，安芯美成功實(shí)現(xiàn)從UVC外延-芯片-封裝-模組的垂直整合，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于表面殺菌、空氣殺菌、靜水殺菌、流水殺菌等多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。

在集邦咨詢2021 UVC LED產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì)研討會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，安芯美半導(dǎo)體技術(shù)總監(jiān)苗延鎮(zhèn)介紹了公司在流動(dòng)水殺菌方案上的技術(shù)突破。

據(jù)介紹，流動(dòng)水殺菌方案主要有三大設(shè)計(jì)難點(diǎn)：入水能量、結(jié)構(gòu)可靠性、能量均勻分布。

結(jié)構(gòu)可靠性主要通過耐壓測(cè)試、爆破測(cè)試、水錘測(cè)試等進(jìn)行判斷；能量均勻分布需要將反射、渦流考慮在內(nèi)；入水能量則直接影響影響消毒效果，提高入水能量，就能強(qiáng)化消毒效果。

苗延鎮(zhèn)認(rèn)為，提高入水能量的最佳途徑是在外延片、芯片端提高WPE。這是UVC LED降本增效的根本性問題，但受限于技術(shù)水平，UVC LED的光電轉(zhuǎn)換效率難以在短時(shí)間內(nèi)得到突破。

基于此，安芯美從應(yīng)用端入手，通過增加輸入功率的方式來提高入水能量，如增加UVC LED燈的顆數(shù)、增加電流等。

但苗延鎮(zhèn)同時(shí)指出，在產(chǎn)品研發(fā)的過程中，往往會(huì)出現(xiàn)無法同時(shí)兼顧多個(gè)性能的情況，比如提高了輸入功率，勢(shì)必會(huì)帶來了更高的熱量，使得散熱成為提高入水能量的一大阻礙。

安芯美以點(diǎn)突破的方式，選擇用水將LED產(chǎn)生的熱量進(jìn)行吸收，以解決散熱問題。

據(jù)悉，水作為熱的吸收介質(zhì)主要有兩大優(yōu)勢(shì)，一是水的比熱容高，二是水的溫度相對(duì)恒定。但也面臨兩個(gè)難題：熱傳導(dǎo)路徑復(fù)雜、材料選擇困難。

苗延鎮(zhèn)解釋，可安全涉水的材料并不多，常用的金屬材料中，鋁的導(dǎo)性能好，但鋁不能涉水；而銅的價(jià)格則較高昂。

為了繞開材料問題，安芯美創(chuàng)新性地從熱傳導(dǎo)路徑出發(fā)，開發(fā)出具有專利技術(shù)的雙面導(dǎo)熱導(dǎo)電銅基板，在銅基板上配備了一個(gè)具有導(dǎo)熱、反射、支撐、定位功能的鋁基發(fā)光杯，熱量可以通過LED熱沉層-銅基板散正熱面-鋁基反光杯-玻璃-水的路徑進(jìn)行傳導(dǎo)。

經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)測(cè)試，安芯美發(fā)現(xiàn)，采用這一銅基板后，在200mA、4顆燈的情況下，PCB基板的溫度大約會(huì)上升6.5-7℃，而輸出能量能達(dá)到原始能量的88%；在300mA、7顆燈的情況下，輸出能量能達(dá)到原始能量的70%-75%之間。

值得說明的是，該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是基于連續(xù)數(shù)百個(gè)小時(shí)的實(shí)驗(yàn)而得出的結(jié)論，充分證明了安芯美雙面導(dǎo)熱導(dǎo)電銅基板的穩(wěn)定性。

在有效性方面，根據(jù)第三方報(bào)告，在采用7顆燈珠的情況下，當(dāng)電流為200mA、流速為4L/min時(shí)，安芯美UVC LED殺菌模塊能達(dá)到100%的殺菌率；而當(dāng)電流為300mA、流速為6L/min時(shí)，安芯美UVC LED殺菌模塊也可實(shí)現(xiàn)99.99%的殺菌率。

在結(jié)構(gòu)可靠性方面，苗延鎮(zhèn)介紹，在水錘測(cè)試中，安芯美的深紫外LED動(dòng)態(tài)水殺菌模組經(jīng)過10萬次測(cè)試而無異常，可充分滿足日常水消毒產(chǎn)品的需求。

在能量分布方面，苗延鎮(zhèn)表示，在水箱的不同位置，殺菌率可能并不一致。以燈珠分別安放在水箱頂部、底部以及側(cè)面中心來看，安放在頂部效果是最好的。他也提示，照射區(qū)域比照射距離更關(guān)鍵，LED布局應(yīng)該盡可能減少照射死區(qū)。

據(jù)了解，安芯美現(xiàn)已建成了5條深紫外LED全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)線，年產(chǎn)LED燈珠1.8億顆，并可根據(jù)客戶要求提供定制化的模組解決方案。 （文：LEDinside Lynn）

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