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影响LED灯具寿命原客厅灯led灯珠因的探讨

统佳光电

影响LED照明灯具寿命的因素许多,除了了最多见的散热不良以外,按照运用上的经验造成LED逝世灯或者光衰,变色的缘故原由另有因制造历程中化学物资的污染而造成:

对于于下流的运用端,除了了适量的散热解决以外,别的在灯具组装的制程中,或者建造制程的化学添加物皆须防止所谓化学物资不兼容九LED照明灯具中不兼容的挥发性有机化合物,可以很快侵害任何制造商的LED。这类化学物资不兼容每每是一个led灯珠盘局部征象,发生在升高的温度下,且在具备很少或者没有空气流动的密封灯具中。

颠末LED封装厂的测试发明一些已经知很轻易影响LED正常功效的化学品,用户端最佳是成立一个完美的化学不兼容的测试评估系统。有了适量的预防办法,设计以及测试,影响可以被最小化或者直至杜绝。化学不兼容性的不良影响最为较着的是蓝光、深蓝光以及白光LED,很少有不雅察到红光或者绿光LED。

设计者应该充实思量最年夜限度地削减化学物资之间的影响(重要是LED的一次光学透镜Molding胶与在电子组装以及灯具顶用到的各类化学品), 因这些物品搭配在一路可能会侵害LED的光输出效率,甚至会使LED发生永世性掉效征象(如逝世灯、变色、暗光等等)。由于化学不兼容性以及太高的LED封装温度导致LED掉效的成果是同样的:即光通量衰减、色温漂移。

LED可以与哪些化学品,一路使用,哪些类型的灌封胶?能不克不及灌胶?灌胶对于LED有甚么影响?

在化学品影响LED的案例:
⑴对于不良样品LED透镜举行EDS阐发成果以下图:

⑵对于不良样品LED Silicone 举行EDS因素阐发成果有Na以及Cl等异样元素呈现以下表:

核查这个电路板,成果发明存在潜在的化学污染物,即有一个粘接透镜的涂层呈现在LED元件四周(如上述透镜),LED与这个粘接涂层发生了倒霉于LED的化学作用。这类化学物资与LED封装本体不兼容,乃至LED呈现了永世性掉效征象。是以相识以及避免这些LED与灯具顶用到的化学品的不兼容性是极为主要的。
 
有机矽胶(Silicone,矽)是各类年夜功率LED上使用的有机矽质料,如Cree  XPE 的LED。经匀称混淆后注入模具中,在必然的温度前提下固化一段时间就成型了。在固化历程中,矽氧烷不会形成任何固定的外形或者布局,相反,它们固化成差别长度以及外形各别的随机外形。如许就孕育发生了稍微凝胶状以及具备弹性的有机矽。也就是说,这些有机矽质料布满小孔,是以有机矽具备透气性以及透湿性。灯胆,或者其它固态照明灯具产物中常常使用的灌封化合物质料,如灌封胶、皮圈、垫片,在组装或者加工历程中,在升高的温度影响下,这些挥发性有机化物质料就会挥发出气体。
 
挥发性气体的渗入以及靠得住性变化历程:
在密闭的情况中(以下面的二次光学或者夹具盖),任何类型的挥发性有机化合物将环抱并散布到具备多孔质的有机矽封装的LED中。在矽胶内部的挥发性有机化合物会盘踞彼此交叉的矽氧烷链内的空地中。陪同着热以及LED发射的高能光子,挥发性化合物会变色并拦截LED发射的光。这类变色凡是发生在LED芯片正上方的外貌,由于这是温度以及磁通密度最高的位置。

下图暗示的是挥发性有机化合物在矽盘踞的空地中,跟着热以及光子能量的作用,成果挥发性有机化合物发生变色征象:
 
    有机矽链

靠得住性掉效征象的一般纪律:
(1)陪同着发光颜色的变化以及光通量的衰减,甚至逝世灯;
(2)按照差别挥发性有机化合物的性子(例如,份子的巨细或者其对于热的敏感性),这类靠得住性掉效征象会发生在几个小时内或者几个礼拜不等。
(3)发生这类靠得住性掉效征象的LED产物一般都是蓝光LED或者接纳蓝光芯片与萤光粉封装的白光LED。
(4)红光、虎魄光或者绿光LED很少或者险些不会发生,由于这些颜色的光是低能量的波长,是以需要更长的时间才会有反映。

灌封胶对于LED的不良影响:
如上面的图示所述,LED芯片上方封装胶的变色是因为一个挥发性有机化合物开释出颜色昏暗的气体,并从外部散布到有机矽氧烷封装的LED零组件内部。

在年夜大都环境下,这些渗入到有机矽封装胶份子的空地中的挥发物,不会毁坏聚矽氧烷自己的功效。在此种环境下,假如去除了上述已经变色的LED 上面的的光以及密封盖,而且继承举行老化,如许散布到LED内部的气体将又挥发出来,并有可能恢回复复兴来状况,这就是为何许多不是在密封的情况下实验的LED很少或者险些不会发生近似变色征象。
 
然而,作为灯具设计者要出格留意的是,有相称一部门挥发性有机化合物(不光是挥发出有颜色的,年夜可能是挥发出无色的气体),可以粉碎封装胶,使其膨胀以及开裂,使LED不克不及蒙受的,因为封装胶的膨胀以及开裂会扯断封装内部金线,从而造成闪耀、逝世灯等不良征象。

化学品选择留意事变:
在拔取灯具使用的质料时,出格需要思量接纳的灌封胶、粘接胶、导热膏、焊剂以及残存化学品,任何会接触到LED的化学品都要稳重思量,纵然是电路板,跟着事情温度的升高,也会开释出可能对于LED有毁伤的气体。

是以出产前的测试可以帮忙预防意想不到的问题发生。
       
颠末试验测试发明下列化学品对于LED是有害的,在LED的灯具中,纵然是少许的这些化学物资的气体也可能会使LED变色或者毁坏。

颠末实验发明,此刻市场上所用的灌封胶或者多或者少都轻易发明会有一些对于LED封装本体发生化学反映的物资或者含有对于封装密封性布局孕育发生影响的化学物资.
   

从EDS元素阐发,咱们发明银层变黑的部门呈现了硫(S)元素,而银层正常部门则没有硫(S)元素,是以,此类银变色属于硫化,硫(S)元素是此类银变色的祸首罪魁.
 
造成LED银变色因素的来历:
借由对于LED呈现银变色的不良样品以及良品举行检测、发明LED银变色常常在用户端发生。
经检测到的案例以下所示:
不良MCPCB检测案例:
1.刮除了MCPCB上防焊白油后,检测MCPCB铜箔元素身分,元素EDS阐发身分比例以下:

从上述测试数据可患上出结论:刮除了MCPCB板材外貌白油,检测到铜箔硫(S)的含量较着,且差别测试点硫(S)含量也不不异。
 
2.对于MCPCB路线板上焊盘举行检测,EDS阐发以下,如下是焊盘的测试成果所含元素比例:

 

借由上述对于用户端MCPCB板材举行EDS阐发,检测铜箔(刮失外层白油)以及焊盘区,发明在白油板与铜层相连的位置,其含硫量很是高,含量高达1.58%-3.27%摆布,焊盘区硫的含量更高达3.55%,而洁净的铜箔层则无硫身分。由此注解MCPCB板材中的硫渗透LED内发生了硫化反映, 因为差别部位硫含量存在差异,故硫化的严峻水平其实不一致。
 
以上只是所用的质料中的一种,现实上运用到的质料有些是与LED不兼容的,但因为在设计的时辰,评估中的缺陷存在,故而呈现了与LED的不兼容征象,乃至呈现银变色征象,末了呈现了色温漂移,光通量降落的征象。
 
今朝在LED封装行业,只要用到镀银支架的LED,在用户端假如存在发生银变色的前提,城市发生银变色征象,今朝国际年夜厂以及海内上市公司的LED一样有发生过近似不良的征象.

LED运用上应留意的事变:
综合上述反映道理以及阐发环境,枚举出如下在LED运用上应留意的事变:
(1) 车间情况最佳包管在温度30度如下/湿度40%RH-60%RH规模内(可接纳温湿度计监测情况变化),而且接触LED查抄时需戴手套或者手指套, 包装袋启齿后应实时封口,避免脚位氧化。
(2) 防止LED袒露在偏酸性(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(物质安全数据表),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矽胶、萤光粉物料性能发生变异,从而导致LED光电性能的失效。
(3) 用户端须出格留意出产历程中硫的防护处置惩罚,并选用有质量包管的MCPCB板材以及锡膏及其他配套辅料(不含硫、卤素等或者者是含量低于安全尺度)。从已往发生的几起案例中的MCPCB板材举行的EDS阐发来看,市道上出产的许多板材均残留有差别含量的硫,只管MCPCB出产厂家在制程制程中会洗濯板材,来消弭含硫、含酸化学溶剂的残留,但平凡的出产制程较难彻底消弭洁净,对于此,需要对于MCPCB板残硫量举行质量管控,一般以MCPCB铜箔上硫(S)的含量最高不跨越0.5%为上限尺度。
(4) LED在举行贴片(SMT)时,可以借由如下姑且办法来举行预防:
高温下硫的特征较为活跃,可在外貌贴装前预先将MCPCB板过一次高温回流焊炉(230度摆布)再做外貌清洁(可用医用酒精等等)处置惩罚(若前提不答应的环境下,可直接举行贴装前的MCPCB外貌清洁)以降低MCPCB焊盘以及表层的硫含量。
按期清洁回流焊炉以及除了湿用的烤箱削减硫或者卤素的含量;节制LED或者含LED的组件在銲接、处置惩罚以及运用时的车间情况,节制硫或者卤素的含量.
(5) LED在銲接与处置惩罚历程中,请不要使用含有硫或者卤素的辅料(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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来历:品能光电技能(上海)有限公司 许文益


标签:LED照明LED灯具品能光电

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