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关于LED硫化失效分析以及应对措施

发布日期:2019-10-10 作者: 点击:

LDE在日常生活中应用范围很广,但关于LDE的一些技术性原理大家又知道多少呢?今天一丰照明科技小编来跟大家聊聊关于LED硫化失效分析以及应对措施。

硫化原理图

谈到LED失效,人们首先会想到正常电流驱动下出现的死灯不亮现象,或者仅仅发出微弱光线。事实上,这已是失效类型达到最严重的程度,称为灾难失效。相反,如果LED产品在平时使用中,一些关键参数特性偏离出可接受限度,例如永久性光输出衰减,色温漂移,显色指数下降等,我们称之为参数失效。


单独从裸晶芯片(即磊晶晶粒)上考虑,出现LED产品参数失效机率很低,因为它属于一种性质很稳定的固态化合物,在规范的条件下使用,不易损坏,而处于一般应用环境也不起化学反应,因此拥有较长的寿命。


然而,为使该芯片发光,必须将它黏贴在特定的载台(即支架或基板)上并以金属线或焊锡等材料连接晶粒正负极,然后用高分子材料与发光材料混合包覆在整个载台,这就是所谓封装制程,经过这段制程后的LED灯珠,包覆在芯片的封装材料极容易遭受损伤,因此,各种LED参数失效归因于封装材料的破坏和劣化。


大部分参数失效过程是一个渐变的过程,并且在开始时候不能立刻被察觉,它属于一种存在的隐患,称之为隐性失效。经过一段时间,重要材料遭到彻底破坏,最终演变成灾难失效。硫化现象就属于这种隐性失效。


硫化原因:目前应用端出现的LED黑化现象是由于支架镀银层发生硫化的不良表现,从统计的所有硫化案例来看,该不良主要发生于TP白光系列产品中。硫化现象的发生与选用哪款LED芯片没有必然联系,大部分硫化不良主要发生于硅胶工艺(-S)封装的LED产品中,-S1硅树脂工艺发生硫化的几率则相对较低。


支架底部变黑的原因是外界的硫离子S2以空气中的水分子作为载体侵入LED灯内部支架Ag层,在一定条件下生成硫化物导致。从发生的各种不良案例来看,支架银层硫化的强烈、快慢程度与硫含量、以及温度、时间具有直接关系。


该些硫化物质或颗粒经EDS分析发现除了大量Ag(银)的信号之外,其次S(硫)的信号也非常明显,因此可以确定黑化问题是因为Ag1+与s2Q产生反应所造成之化学反应;银对硫有很强的亲和力,加热时可以与硫直接化合成Ag2S。


LED 的硫化是由于环境中的硫(S²ˉ)元素通过渗透进入 LED 支架内部,在一定温、湿度条件下(热量促使分子运动加剧),-2 价的硫与+1 价的银发生化学反应生成黑色 Ag2S 的过程。因为结构、及工艺方面的原因。硫化反应方程式:Ag2S 《=》2Ag(1+) + S(2-)


LED发生硫化的危害:发生硫化后的LED早期表现为支架功能区黑化,光通量严重下降,色温出现明显漂移。由于硫化银的电导率随温度升高而迅速增加,在出现硫化的 LED 使用过程中,部分可能会产生漏电现象,尤其是封装的晶片为小尺寸或者 PN 结靠近底端的一类产品。而随着支架银层被硫化程度的加重,LED 最终将会完全失效,出现死灯问题。


防硫化失效措施:从硫化失效分析过程和可靠性测试,总结一些防硫化措施;LED应用产品应减少或替代含硫物质材料,例如橡胶制品、硫磺皂等。避免与含硫或氧化物质存放于同一空间环境、选用有质量保证的PCB板材,焊料,及其它配套辅料,避免含硫物质残留PCB板上、在PCB回流焊接完成后,通过对焊点位置进行清洁处理,消除或降低表面残留。清洗剂避免用酸性含硫的粘合胶,溶剂、封装工艺采用分子间隙小、气密性好、抗硫化能力高的改性硅树脂。


经过一丰照明科技小编以上的讲解分析,大家对LDE硫化原理是不是有了更深入的了解呢!


江门市一丰照明科技有限公司是一家集自主研发、生产、销售、综合服务为一体的专业LED户外景观照明企业。公司是一家工业开发、生产、销售为一体的LED洗墙灯厂家,主要产品有LED线条灯LED洗墙灯LED点光源LED水底灯LED投光灯LED地埋灯等等。一丰照明致力于为客户提供满意的产品和优质的服务!


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关键词:LED硫化失效分析,一丰照明科技,LED户外景观照明

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