浅谈LED灯具寿命的影响因素
使其膨胀和开裂, 使LED 不能承受的, 由于封装胶的膨胀和开裂会扯断封装内部金线, 从而造成闪烁、 死灯等不良现象。
化学品选择注意事项:
在选取灯具使用的材料时, 特别需要考虑采用的灌封胶、粘接胶、导热膏、焊剂和残余化学品, 任何会接触到LED的化学品都要慎重考虑, 即使是电路板, 随着工作温度的升高, 也会释放出可能对LED有损伤的气体。
因此生产前的测试可以帮助预防意想不到的问题发生。
经过实验测试发现下列化学品对LED是有害的, 在LED的灯具中, 即使是少量的这些化学物质的气体也可能会使LED变色或损坏。
经过试验发现,现在市场上所用的灌封胶或多或少都容易发现会有一些对LED 封装本体发生化学反应的物质或含有对封装密封性结构产生影响的化学物质。
从EDS 元素分析,我们发现银层变黑的部分出现了硫(S)元素,而银层正常部分则没有硫(S)元素,因此,此类银变色属于硫化,硫(S)元素是此类银变色的罪魁祸首。
造成LED银变色因素的来源:
通过对LED出现银变色的不良样品和良品进行检测、发现LED银变色经常在用户端发生。
经检测到的案例如下所示:
不良MCPCB检测案例:
1.刮除MCPCB上防焊白油后, 检测MCPCB铜箔元素成分, 元素EDS分析成分比例如下:
从上述测试资料可得出结论:刮除MCPCB板材表面白油, 检测到铜箔硫(S)的含量明显, 且不同测试点硫(S)含量也不相同。
2.对MCPCB线路板上焊盘进行检测, EDS分析如下, 以下是焊盘的测试结果所含元素比例:
通过上述对用户端MCPCB板材进行EDS分析, 检测铜箔(刮掉外层白油)和焊盘区, 发现在白油板与铜层相连的位置, 其含硫量非常高, 含量高达1.58%-3.27%左右, 焊盘区硫的含量更高达3.55%, 而干净的铜箔层则无硫成分。 由此表明MCPCB板材中的硫渗入LED内发生了硫化反应, 由于不同部位硫含量存在差异, 故硫化的严重程度并不一致。
以上只是所用的材料中的一种,实际上应用到的材料有些是与LED不兼容的,但由于在设计的时候,评估中的缺陷存在,故而出现了与LED的不兼容现象,以致出现银变色现象,最后出现了色温漂移,光通量下降的现象。
目前在LED封装行业,只要用到镀银支架的LED,在用户端如果存在发生银变色的条件,都会发生银变色现象,目前国际大厂和国内上市公司的LED同样有发生过类似不良的现象。
LED应用上应注意的事项:
综合上述反应原理和分析情况, 列举出以下在LED应用上应注意的事项:
⑴ 车间环境最好保证在温度30度以下/ 湿度40%RH-60%RH范围内(可采用温湿度计监测环境变化), 并且接触LED检查时需戴手套或手指套, 包装袋开口后应及时封口, 防止脚位氧化。
⑵ 避免LED暴露在偏酸性(PH《7)的车间环境中, 对于采购的其它LED组装配套的物料, 可要求生产厂家提供原物料的MSDS报告(物质安全资料表), 确认其中是否含硫、(如MCPCB板材、 橡胶手套、 橡皮筋、 硫磺香皂中均含有硫)、 卤素类物质(如玻璃胶、低端的双组分树脂胶), 以防止其与LED材料发生化学或物理反应, 例如LED与含硫、含卤物质接触或存于酸性环境下, 极易造成LED产品镀银层腐蚀、LED硅胶、荧光粉物料性能发生变异, 从而导致LED光电性能的失效。
⑶ 用户端须特别注意生产过程中硫的防护处理, 并选用有质量保证的MCPCB板材和锡膏及其他配套辅料(不含硫、卤素等或者是含量低于安全标准)。 从过去发生的几起案例中的MCPCB板材进行的EDS分析来看, 市面上生产的很多板材均残留有不同含量的硫, 尽管MCPCB生产厂家在制程工艺中会清洗板材,来消除含硫、含酸化学溶剂的残留, 但普通的生产工艺较难完全消除干净, 对此, 需要对MCPCB板残硫量进行质量管控, 一般以MCPCB铜箔上硫(S)的含量最高不超过0.5%为上限标准。
(4)LED在进行贴片(SMT)时, 可以通过以下临时措施来进行预防:
高温下硫的特性较为活跃, 可在表面贴装前预先将MCPCB板过一次高温回流焊炉(230度左右)再做表面清洁(可用医用酒精等等)处理(若条件不允许的情况下, 可直接进行贴装前的MCPCB表面清洁)以降低MCPCB焊盘和表层的硫含量。
定期清洁回流焊炉和除湿用的烤箱减少硫或卤素的含量; 控制LED或含LED的组件在焊接、 处理和应用时的车间环境, 控制硫或卤素的含量。
⑸ LED在焊接与处理过程中, 请不要使用含有硫或卤素的辅料(如橡胶手套、橡胶手指套、橡皮筋、填充胶玻璃胶、热熔胶等等)接触LED.
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