在與新冠病毒抗爭的這一年多的時間裡，人類全面提升了健康意識，對消毒淨化的需求也逐步提高。UVC LED做為一種環保、節能、高效的消毒防護手段，也在這一年多的時間裡漸成燎原之勢。

安芯美於2020年12月成立。其前身是成立於2000年的上海北大藍光公司，於2016年開始研發UVC LED產品。目前，安芯美成功實現從UVC外延-晶片-封裝-模組的垂直整合，產品廣泛應用於表面殺菌、空氣殺菌、靜水殺菌、流水殺菌等多個應用場景。

在集邦諮詢2021 UVC LED產業現狀及技術趨勢研討會現場，安芯美半導體技術總監苗延鎮介紹了公司在流動水殺菌方案上的技術突破。

據介紹，流動水殺菌方案主要有三大設計難點：入水能量、結構可靠性、能量均勻分佈。

結構可靠性主要透過耐壓測試、爆破測試、水錘測試等進行判斷；能量均勻分佈需要將反射、渦流考慮在內；入水能量則直接影響影響消毒效果，提高入水能量，就能強化消毒效果。

苗延鎮認為，提高入水能量的最佳途徑是在外延片、晶片端提高WPE。這是UVC LED降本增效的根本性問題，但受限於技術水平，UVC LED的光電轉換效率難以在短時間內得到突破。

基於此，安芯美從應用端入手，透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、增加電流等。

但苗延鎮同時指出，在產品研發的過程中，往往會出現無法同時兼顧多個性能的情況，比如提高了輸入功率，勢必會帶來了更高的熱量，使得散熱成為提高入水能量的一大阻礙。

安芯美以點突破的方式，選擇用水將LED產生的熱量進行吸收，以解決散熱問題。

據悉，水做為熱的吸收介質主要有兩大優勢，一是水的比熱容高，二是水的溫度相對恆定。但也面臨兩個難題：熱傳導路徑複雜、材料選擇困難。

苗延鎮解釋，可安全涉水的材料並不多，常用的金屬材料中，鋁的導性能好，但鋁不能涉水；而銅的價格則較高昂。

為了繞開材料問題，安芯美創新性地從熱傳導路徑出發，開發出具有專利技術的雙面導熱導電銅基板，在銅基板上配備了一個具有導熱、反射、支撐、定位功能的鋁基發光杯，熱量可以透過LED熱沉層-銅基板散正熱面-鋁基反光杯-玻璃-水的路徑進行傳導。

經過嚴謹的實驗測試，安芯美髮現，採用這一銅基板後，在200mA、4顆燈的情況下，PCB基板的溫度大約會上升6.5-7℃，而輸出能量能達到原始能量的88% ；在300mA、7顆燈的情況下，輸出能量能達到原始能量的70%-75%之間。

值得說明的是，該實驗數據是基於連續數百個小時的實驗而得出的結論，充分證明了安芯美雙面導熱導電銅基板的穩定性。

在有效性方面，根據第三方報告，在採用7顆燈珠的情況下，當電流為200mA、流速為4L/min時，安芯美UVC LED殺菌模塊能達到100%的殺菌率；而當電流為300mA、流速為6L/min時，安芯美UVC LED殺菌模塊也可實現99.99%的殺菌率。

在結構可靠性方面，苗延鎮介紹，在水錘測試中，安芯美的深紫外LED動態水殺菌模組經過10萬次測試而無異常，可充分滿足日常水消毒產品的需求。

在能量分佈方面，苗延鎮表示，在水箱的不同位置，殺菌率可能並不一致。以燈珠分別安放在水箱頂部、底部以及側面中心來看，安放在頂部效果是最好的。他也提示，照射區域比照射距離更關鍵，LED佈局應該盡可能減少照射死區。

據了解，安芯美現已建成了5條深紫外LED全產業鏈生產線，年產LED燈珠1.8億顆，並可根據客戶要求提供定制化的模組解決方案。

（文：LEDinside Lynn；首圖來源：pixabay）