2022.04.10
UVC LED 的殺菌功能這麼强,但如何才能挑到真正有功效的UVC LED?

UVC LED在消費市場發展狀況

隨著疫情的發生,殺菌已經成為一種剛性需求,UVC LED行業也因此得到爆發式的發展。但危機與商機通常是並存的,伴隨UVC LED市場的爆發,部分企業無序競爭,市場上出現以假亂真的現象,導致一部分消費者對此技術充滿不信任。究其原因是真正的UVC LED產品價格高昂,這讓投機者有機可乘,生產假冒偽劣產品以獲取利潤。

根據近兩年的消費者調查發現,消費者對UVC LED產品的信任危機,主要是針對小功率、表面殺菌領域,而對大功率的醫療殺菌和水殺菌仍然充滿信心,不管是商用客戶還是家用客戶,都已大幅度地認可了UVC LED殺菌的作用。尤其是UVC LED 元件小型化特點為應用場景帶來更多想像空間,是很多傳統汞燈無法做到的。

 

如何選擇UVC LED呢?

要選擇最適用的UVC LED,可從光功率、峰值波長、壽命、出光角等參數進行考慮。

光功率:當前市場供選擇的 UVC LED 光功率檔從 2mW、10mW 到150mW 不等,不同產品應用對功率要求不同。具體來說,可結合照射距離、動態需求或靜態需求來搭配光功率。越是動態需求以及照射距離越大,所需的光功率越大。

峰值波長:有部分消費者認為254 nm是殺菌的最佳波長,是因為低壓汞燈的峰值波長為 253.7 奈米。實質上,一定範圍的波長都有殺菌作用。眾多研究認為 265 nm波長為 DNA 吸收曲線的峰值,所以 265nm UVC 是最適合殺菌的波長。目前各廠商峰值波長均值差異不大,實際上光功率才是衡量殺菌效率的其中之一的重要指標。

 

壽命:依據具體應用的使用時間考慮壽命需求,找到最匹配的 UVC LED,適合的才最好。但由於不同的業者採用的封裝材料不同,UVC LED的壽命相差巨大。下表(一)可以看到,在要求產品生命週期低的應用場景,可以選用有機或半有機封裝UVC LED; 但在應用場景要求高可靠度的UVC LED則建議使用全無機封裝。 

 

封裝方式

材料選則

優缺點分析

有機封裝

使用Silicon Epoxy等有機材料,主要包括LampSMD、陶瓷molding等產品

技術門檻與成本較低,但抗紫外性能差,UVC LED壽命最低

近無機封裝

使用有機Silicon材料搭配玻璃等無機材料

此技術較常見到使用在中低功率產品,性價比高; 但對於大功率產品則存在有機材料老化,掉透鏡以及二次回流焊等潛在的風險問題,壽命的表現次之。

全無機封裝

使用100%無機材料

透過雷射焊接、電阻焊接、或是100%抗紫外的材料工藝來實現透鏡與基板的結合,信賴性高,氣密性好, 也無需擔心有機材料老化等問題,可乘載高電流密度。

出光角:採用平面透鏡封裝的燈珠出光角通常在 120º,採用球型透鏡封裝的出光角在30º~90º可調。其實無論選用多大出光角的 UVC LED,都可以透過設計足量的 LED數量達到需要完全覆蓋的殺菌空間。但小出光角可使光線更集中,殺菌時間更短。下表(二)可以看到在相同光功率的條件下,使用更小出光角度的UVC LED可得到更強的UVC輻射強度,越強的UVC (uW/cm2),殺菌時間(Sec)越短。

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