封裝膠原因?qū)ED變色的影響
LED即為發(fā)光二極管，是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體固體發(fā)光器件，其核心是PN結(jié)，它除了具有一般PN結(jié)的正向?qū)?、反向截止和擊穿特性外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。圖1為某公司生產(chǎn)的3528型白光LED燈珠的代表性外觀圖，其結(jié)構(gòu)主要包含以下幾個部分：引線、支架、封裝膠、鍵合絲、LED芯片、固晶膠和熒光粉。LED燈珠變色失效與其材料、結(jié)構(gòu)、封裝工藝和使用條件密切相關(guān)。南京諾爾迅亮化工程有限公司是一家專業(yè)LED照明，LED標(biāo)識，LED顯示屏工程設(shè)計，工程規(guī)劃，施工為一體的專業(yè)性公司。下面來具體的家簡述封裝膠原因?qū)?span style="font-family: 微軟雅黑, "Microsoft YaHei"; font-size: 14px;">LED變色的影響。
1封裝膠中殘留外來異物
失效燈珠的外觀呈現(xiàn)局部變色發(fā)黑，如圖2所示。揭開封裝膠，發(fā)現(xiàn)有一個黑色異物夾雜在封裝膠內(nèi)，用掃描電鏡及能譜儀（SEM&EDS）對異物進行成分分析，確認其主成分為鋁（Al）、碳（C）、氧（O）元素，還含有少量的雜質(zhì)元素，測試結(jié)果如圖3所示。結(jié)合用戶反饋的失效背景可知，該異物是在封裝過程中引入的。
2封裝膠受化學(xué)物質(zhì)侵蝕發(fā)生膠體變色
失效品為玻璃光管燈，內(nèi)部的LED燈帶使用單組份室溫固化硅橡膠粘結(jié)固定在玻璃管上，固膠部位燈帶上的LED燈珠出現(xiàn)發(fā)黃變暗現(xiàn)象。失效燈珠封裝膠的材質(zhì)為硅橡膠，使用SEM&EDS測試封裝膠的元素成分，發(fā)現(xiàn)其比正常燈珠封裝膠成分多檢出了硫（S）元素，測試結(jié)果如圖4所示。
通常硫磺、有機二硫化物和多硫化物等含硫物質(zhì)可以作為硫化劑，使橡膠發(fā)生硫化交聯(lián)反應(yīng)，從而使橡膠的結(jié)構(gòu)改變，呈現(xiàn)出顏色發(fā)黃變暗、熱分解溫度升高的現(xiàn)象。通過TGA測試燈珠封裝膠體的熱分解溫度可知，失效燈珠封裝膠在失重2%、5%、10%、15%和20%時的溫度均比同批次良品封裝膠相同失重量的溫度高出25℃以上，封裝膠熱分解曲線如圖5所示，證實了封裝膠因發(fā)生硫化交聯(lián)導(dǎo)致其熱分解溫度升高的現(xiàn)象。使用ICPOES進一步對起固定作用的單組份固化硅橡膠進行化學(xué)成分分析，檢出其中含有約400ppm的硫（S）元素。
由此可知，LED燈珠發(fā)黃變暗的原因為玻璃燈管內(nèi)粘結(jié)固定用的單組份室溫固化硅橡膠在固化過程中揮發(fā)出的含硫（S）的氣體侵入到了LED封裝膠中，使封裝膠發(fā)生了進一步的硫化交聯(lián)反應(yīng)，而再次硫化交聯(lián)導(dǎo)致封裝膠體變黃變暗。后續(xù)用戶改用未使用單組份固化硅橡膠的塑料燈管則未出現(xiàn)燈珠變色的現(xiàn)象。因此，LED生產(chǎn)方在產(chǎn)品設(shè)計選材和制造時應(yīng)考慮產(chǎn)品各部件所用不同材料相互間的匹配性，避免因材料的不兼容而導(dǎo)致后續(xù)出現(xiàn)可靠性問題。
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