A LED lámpagyöngyök elszíneződésének okai és megelőzési intézkedések elemzése
A zöld fényforrások negyedik generációjaként a LED-eket széles körben használják világításban, dekoratív tájvilágításban, autóelektronikában és más területeken. Használat közben azonban a LED-lámpagyöngyök gyakran elszíneződnek, ami csökkent fényhatékonysághoz, színhőmérséklet-eltolódáshoz és a fénykimenet minőségének romlásához vezet, ami súlyosan befolyásolja a termék élettartamát és megbízhatóságát. Cai Yingying és mások kutatásai alapján ez a cikk szisztematikusan elemzi a LED-lámpagyöngyök elszíneződésének kiváltó okait, és megfelelő megelőző intézkedéseket javasol.
I. A LED lámpagyöngy alapvető felépítése
Egy tipikus LED-es lámpagyöngy (a3528 fehér LED példa) főként a következő részekből áll:
LED Chip: A fényt kibocsátó mag
Ragasztóhuzalok: Fémhuzalok, amelyek összekötik a chipet a vezetékekkel.
Vágószerszám-Rögzítse a ragasztót: A chipet a vezetőkeretre rögzíti.
Foszfor: Lehetővé teszi a hullámhossz-konverziót, például a kék-gerjesztett sárga fény keverését fehér fény létrehozásához.
Kapszulázó: Védi a forgácsot és a foszfort, általában epoxigyantából vagy szilikonból.
Lead Frame: Támogatja a chipet és elektromos vezetőszerkezetként szolgál, gyakran ezüstözött rézből{0}}.
Bármelyik rész rendellenessége a teljes lámpaperem elszíneződéséhez vezethet.
II. A LED lámpagyöngyök elszíneződésének fő okai
1. Problémák a tokozással
(1) Idegen anyag maradványok a tokozásban
Ha a gyártási folyamat során idegen szennyeződéseket kevernek a kapszulázóba, az helyi elszíneződést okozhat. Egy esetben fekete idegen anyagot találtak a kapszulázó belsejében, a SEM- és EDS-elemzés szerint a fő összetevői az Al, C és O voltak. Ezek a szennyeződések a gyártási környezet porából, a berendezés kopó részecskéiből vagy a nyersanyag szennyeződéséből származhatnak. Az idegen anyag megváltoztatja a fény törési és átviteli útját, helyi elsötétülést vagy elszíneződést okozva.
(2) Kémiai erózió, amely a tokozás elszíneződéséhez vezet
Ha a LED-es lámpaperem bizonyos illékony vegyi anyagok hatásának van kitéve használati környezetében, a tokozóanyag kémiai reakciókon megy keresztül és elszíneződhet. Például:
Egy üvegcső lámpában egy-részes szobahőmérsékletű vulkanizált (RTV) szilikongumit használtak a LED-szalag rögzítésére. A térhálósodás során elpárolgó kén-tartalmú gáz a LED tokozásának másodlagos vulkanizálódását okozta, ami sárgává változtatta.
A TGA-elemzés azt mutatta, hogy a meghibásodott kapszulázó hőbomlási hőmérséklete több mint 25 fokkal magasabb volt, mint a normál mintáké, ami azt jelzi, hogy térhálósodási reakció lépett fel.
Az ICP-OES körülbelül 400 ppm ként észlelt a rögzítő ragasztóban, ami megerősítette, hogy a kén az elszíneződés kiváltó oka.
Ajánlás: A termék tervezése során értékelje az összes érintkező anyag kompatibilitását, és kerülje a reaktív elemeket, például ként vagy klórt tartalmazó segédanyagok használatát.
2. Foszfor ülepítés
A foszfor egyenetlen eloszlása a kapszulázón belül színhőmérséklet-eltolódáshoz és helyi elszíneződéshez vezethet. Egy esetben a raktárban tárolt LED lámpagyöngyök narancssárgáról világossárgára változtak. Az elemzésből kiderült:
A meghibásodott gyöngyök ólomváz felületén átlátszó szemcséket találtunk. Az összetételelemzés stroncium (Sr), bárium (Ba) és egyéb szilikát{1}}alapú foszforokból származó elemek jelenlétét mutatta ki.
A normál gyöngyök ólomkeret felülete tiszta volt, csak ezüstöt és kis mennyiségű szenet tartalmazott.
A foszfor ülepedése megváltoztatja a fény útját, diszperziót és színrendellenességeket okozva.
Ajánlások:
Optimalizálja a foszfor és a kapszulázó anyag arányát és viszkozitását.
Javítsa az adagolási és keményedési folyamatokat az ülepedés megelőzése érdekében.
Válasszon jobb tapadási tulajdonságokkal rendelkező foszfor anyagokat.
3. Lead Frame problémák
(1) Ólomkeret felületi szennyeződése
Az SMT folyamat során a túl sok forrasztás (pl. ón-ólomötvözet) felszívhatja a csapokat az ólomkeret felületére, és fedőréteget képezhet. Egy esetben Sn és Pb elemeket észleltek egy elszíneződött gyöngy ólomkeret felületén, ami megerősítette a forrasztási szennyeződést. Ezek a fémbevonatok megváltoztatják a fényvisszaverési jellemzőket, ami vizuális elszíneződést okoz.
(2) Ólomkeret korróziója
Ha az ólomkeret ezüstbevonata érintkezik korrozív elemekkel, például kénnel vagy klórral, kémiai reakciók lépnek fel, amelyek sötét anyagokat, például ezüst-szulfidot vagy ezüst-kloridot képeznek. Hiba esetén:
Az ólomváz felülete elfeketedett, az EDS magas kéntartalmat észlelt.
Az ezüstbevonat laza, korrodált morfológiát mutatott.
A korrózió felgyorsulhat magas hőmérsékleten és magas páratartalom mellett.
A korrózió forrásai:
Szennyeződések magukban az anyagokban.
A gyártási folyamat során bejutott szennyeződés.
Korrozív gázok jelenléte a használati környezetben.
(3) Az ólomkeret bevonatának rossz minősége
A bevonat minősége közvetlenül meghatározza a vezetőkeret korrózióállóságát és visszaverő képességét. Egy esetben a lámpagyöngyök elszíneződési aránya elérte a 30%-ot az öregedés után. Elemzés található:
A meghibásodott ólomkeretek bevonata laza és porózus volt.
Az AES elemzés nikkelt észlelt az ezüstréteg felületén, ami az alatta lévő nikkelréteg diffúzióját jelzi.
Ennek kiváltó oka az egyenetlen bevonatvastagság és a nem{0}}sűrű szerkezet volt.
Tipikus bevonatszerkezet: Réz hordozó → Nikkelezés (záróréteg) → Ezüst bevonat (visszaverő réteg). A rossz bevonatminőség könnyen a nikkel diffúziójához és az ezüstréteg elfeketedéséhez vezet.
III. Megelőző intézkedések és fejlesztési javaslatok
1. Anyagválasztás és kompatibilitási vizsgálat
Vulkanizálódásnak és sárgulásnak ellenálló kapszulázóanyag-típusokat válasszon.
Válasszon alacsony ülepedőképességű és nagy stabilitású fényporokat.
Győződjön meg arról, hogy az ólomkeret bevonat megfelel a sűrűségre, egyöntetűségre és{0}}hibamentességre vonatkozó szabványoknak.
2. Folyamatvezérlés
Tartsa fenn a nagy tisztaságot a csomagolás környezetében, hogy megakadályozza az idegen anyagok bejutását.
Szigorúan ellenőrizze a forrasztópaszta mennyiségét a hegesztési folyamat során, hogy megakadályozza a felszívódást.
Optimalizálja a kikeményedési hőmérsékletet és időt, hogy megakadályozza az illékony anyagok visszamaradását.
3. Lead Frame minőségének javítása
Válasszon korrózióálló-alapanyagokat, például nagy-tisztaságú rézötvözeteket.
Győződjön meg arról, hogy a galvanizálási eljárás sűrű, egyenletesen vastag rétegeket eredményez.
Vigyen fel-homályosodás elleni kezelést az ezüstözöttre (pl. védőbevonatokat).
4. Terméktervezés és használati környezet menedzsment
Kerülje az érintkezést a LED-ek és a ként vagy klórt tartalmazó anyagok, például bizonyos ragasztók vagy tömítések között.
Javítsa a tömítést és védelmet, ha magas hőmérsékletű és páratartalmú környezetben használja.
Végezzen gyorsított öregedési teszteket a lehetséges elszíneződési kockázatok korai felismerése érdekében.
IV. Következtetés
A LED-lámpa gyöngyének elszíneződése több tényező együttes hatásának eredménye. A fő okok a következők:
Tokozási rendellenességek: Idegenanyag-bezáródás, kémiai erózió.
Foszfor ülepítés: Egyenetlen eloszlás, ami diszperziót okoz.
Lead Frame problémák: Szennyezés, korrózió, rossz bevonatminőség.
Szigorú anyagválasztással, folyamat-ellenőrzéssel és minőségellenőrzéssel hatékonyan megelőzhető a LED-lámpa gyöngyének elszíneződése, növelve a termék megbízhatóságát. A jövőben, ahogy a LED-ek a nagyobb teljesítmény és hatékonyság felé fejlődnek, a csomagolóanyagokra és a folyamatokra vonatkozó követelmények szigorúbbá válnak, ami folyamatos optimalizálást és műszaki fejlesztést tesz szükségessé.
Ez a cikk Cai Yingying „A LED-es lámpagyöngy elszíneződésének okainak elemzése” című munkájából készült, technikai csere és hivatkozás céljából. A gyakorlati alkalmazásnak magában kell foglalnia a konkrét termékeken és eljárásokon alapuló értékelést.
Tel/Whatsapp:+8619972563753
E-mail:bwzm12@benweilighting.com
Skype: bwzm32
Weboldal: https://www.benweilight.com/
