Analiza uzroka promjene boje perli LED svjetiljke i mjera prevencije
Kao četvrta generacija izvora zelene rasvjete, LED diode se široko koriste u rasvjeti, dekorativnoj krajobraznoj rasvjeti, automobilskoj elektronici i drugim poljima. Međutim, tijekom upotrebe kuglice LED žarulje često gube boju, što dovodi do smanjene svjetlosne učinkovitosti, promjene temperature boje i smanjene kvalitete svjetlosnog izlaza, što ozbiljno utječe na životni vijek i pouzdanost proizvoda. Na temelju istraživanja Cai Yingyinga i drugih, ovaj članak sustavno analizira temeljne uzroke promjene boje perli LED svjetiljke i predlaže odgovarajuće mjere prevencije.
I. Osnovna struktura kuglice LED svjetiljke
Tipična kuglica LED svjetiljke (koristeći a3528 bijela LED dioda kao primjer) uglavnom se sastoji od sljedećih dijelova:
LED čip: Jezgra-koja emitira svjetlost, koja izvodi elektro{1}}optičku pretvorbu putem PN spoja.
Žice za lijepljenje: Metalne žice koje povezuju čip s vodovima.
Die-Attach Ljepilo: Fiksira čip na okvir olova.
Fosfor: Omogućuje pretvorbu valne duljine, npr. miješanje plave-pobuđene žute svjetlosti za stvaranje bijele svjetlosti.
Enkapsulant: Štiti čip i fosfor, obično izrađen od epoksidne smole ili silikona.
Olovni okvir: Podržava čip i služi kao struktura za električnu vodljivost, često izrađena od posrebrenog-bakra.
Abnormalnosti u bilo kojem od ovih dijelova mogu dovesti do neuspjeha promjene boje cijelog zrna svjetiljke.
II. Glavni uzroci promjene boje perli LED svjetiljke
1. Problemi s Encapsulantom
(1) Ostaci stranih tvari u kapsulatu
Ako se strane nečistoće umiješaju u sredstvo za kapsuliranje tijekom procesa proizvodnje, to može uzrokovati lokaliziranu promjenu boje. U jednom slučaju, crna strana tvar je pronađena unutar inkapsulanta, sa SEM & EDS analizom koja je pokazala da su njegove glavne komponente Al, C i O. Te nečistoće mogu potjecati od prašine u proizvodnom okruženju, čestica istrošenosti opreme ili kontaminacije sirovina. Strana tvar mijenja lom svjetlosti i put prijenosa, uzrokujući lokalno tamnjenje ili promjenu boje.
(2) Kemijska erozija koja dovodi do promjene boje inkapsulanta
Ako je kuglica LED žarulje izložena određenim hlapljivim kemikalijama u okruženju u kojem se koristi, sredstvo za zatvaranje može doživjeti kemijsku reakciju i promijeniti boju. Na primjer:
U rasvjeti od staklene cijevi, jednodijelna silikonska guma vulkanizirana na sobnoj temperaturi (RTV) korištena je za pričvršćivanje LED trake. Plin koji -sadrži sumpor ispario je tijekom stvrdnjavanja i uzrokovao sekundarnu vulkanizaciju LED inkapsulanta, pretvarajući ga u žutu.
TGA analiza je pokazala da je temperatura toplinske razgradnje neuspjelog enkapsulanta bila preko 25 stupnjeva viša od normalnih uzoraka, što ukazuje da je došlo do reakcije unakrsnog{1}}vezivanja.
ICP-OES otkrio je oko 400 ppm sumpora u ljepilu za fiksiranje, potvrđujući da je sumpor glavni uzrok promjene boje.
Preporuka: Tijekom dizajna proizvoda, procijenite kompatibilnost svih materijala koji dolaze u kontakt i izbjegavajte korištenje pomoćnih materijala koji sadrže reaktivne elemente poput sumpora ili klora.
2. Taloženje fosfora
Neravnomjerna raspodjela fosfora unutar sredstva za kapsuliranje može dovesti do promjene temperature boje i lokalne promjene boje. U jednom slučaju, kuglice LED lampe pohranjene u skladištu promijenile su boju iz narančaste u svijetložutu. Analiza je otkrila:
Prozirne čestice pronađene su na površini olovnog okvira pokvarenih perli. Analiza sastava pokazala je prisutnost stroncija (Sr), barija (Ba) i drugih elemenata koji potječu iz fosfora na bazi silikata-.
Površina olovnog okvira normalnih kuglica bila je čista, sadržavala je samo srebro i malu količinu ugljika.
Taloženje fosfora mijenja put svjetlosti, uzrokujući disperziju i abnormalnosti boje.
Preporuke:
Optimizirajte omjer i viskoznost fosfora i sredstva za kapsuliranje.
Poboljšajte procese doziranja i stvrdnjavanja kako biste spriječili taloženje.
Odaberite fosforne materijale s boljim svojstvima prianjanja.
3. Problemi s glavnim okvirom
(1) Onečišćenje površine olovnog okvira
Tijekom SMT procesa, prekomjerna količina lema (npr. kositar-legura olova) može uvući igle na površinu okvira, stvarajući pokrovni sloj. U jednom slučaju, elementi Sn i Pb otkriveni su na površini olovnog okvira obezbojene kuglice, što potvrđuje kontaminaciju lemljenjem. Ovi metalni premazi mijenjaju karakteristike refleksije svjetla, uzrokujući vizualnu promjenu boje.
(2) Korozija olovnog okvira
Ako posrebreni okvir na olovnom okviru dođe u dodir s korozivnim elementima poput sumpora ili klora, dolazi do kemijskih reakcija, stvarajući tamne tvari poput srebrnog sulfida ili srebrnog klorida. U slučaju neuspjeha:
Površina olovnog okvira je pocrnila, a EDS je otkrio visok sadržaj sumpora.
Posrebrena oplata pokazala je labavu, korodiranu morfologiju.
Korozija se može ubrzati u uvjetima visoke temperature i visoke vlažnosti.
Izvori korozije:
Nečistoće u samim materijalima.
Kontaminacija unesena tijekom procesa proizvodnje.
Prisutnost korozivnih plinova u radnom okruženju.
(3) Loša kvaliteta oplate olovnog okvira
Kvaliteta oplate izravno određuje otpornost na koroziju i refleksiju olovnog okvira. U jednom slučaju, stopa obezbojenosti kuglica svjetiljke dosegla je 30% nakon starenja. Pronađena analiza:
Oplata na pokvarenim olovnim okvirima bila je labava i porozna.
AES analiza otkrila je nikal na površini srebrnog sloja, što ukazuje na difuziju donjeg sloja nikla.
Glavni uzrok bila je nejednaka debljina oplate i ne{0}}gusta struktura.
Tipična struktura oplata: Bakrena podloga → Posrebrenje (sloj barijere) → Posrebrenje (reflektirajući sloj). Loša kvaliteta pozlaćivanja lako dovodi do difuzije nikla i crnjenja srebrnog sloja.
III. Mjere prevencije i prijedlozi za poboljšanje
1. Odabir materijala i ispitivanje kompatibilnosti
Odaberite vrste inkapsulanta otporne na vulkanizaciju i žućenje.
Odaberite fosfore niske sedimentacije i visoke stabilnosti.
Osigurajte da oplata olovnog okvira zadovoljava standarde za gustoću, ujednačenost i da nema-defekata.
2. Kontrola procesa
Održavajte visoku čistoću u okruženju pakiranja kako biste spriječili unošenje stranih tvari.
Strogo kontrolirajte količinu paste za lemljenje u procesu zavarivanja kako biste spriječili curenje.
Optimizirajte temperaturu i vrijeme stvrdnjavanja kako biste spriječili zaostale hlapljive tvari.
3. Poboljšanje kvalitete glavnog okvira
Odaberite osnovne materijale-otporne na koroziju, kao -legure bakra visoke čistoće.
Osigurajte da postupak galvanizacije rezultira gustim, jednoliko debelim slojevima.
Nanesite tretmane protiv-tamnjenja na posrebreni premaz (npr. zaštitne premaze).
4. Dizajn proizvoda i upravljanje okolišem korištenja
Izbjegavajte kontakt između LED dioda i materijala koji sadrže sumpor ili klor, kao što su određena ljepila ili brtve.
Poboljšava brtvljenje i zaštitu kada se koristi u okruženjima visoke temperature i vlage.
Provedite testove ubrzanog starenja kako biste rano identificirali potencijalne rizike promjene boje.
IV. Zaključak
Promjena boje zrnca LED svjetiljke rezultat je više čimbenika koji djeluju zajedno. Glavni uzroci uključuju:
Abnormalnosti inkapsulanta: Uključivanje stranih tvari, kemijska erozija.
Taloženje fosfora: Neravnomjerna raspodjela koja uzrokuje disperziju.
Problemi s glavnim okvirom: Onečišćenje, korozija, loša kvaliteta oplate.
Kroz strogi odabir materijala, kontrolu procesa i inspekciju kvalitete, promjena boje perli LED svjetiljke može se učinkovito spriječiti, povećavajući pouzdanost proizvoda. U budućnosti, kako se LED diode budu razvijale prema većoj snazi i učinkovitosti, zahtjevi za materijale i procese pakiranja postat će stroži, zahtijevajući stalnu optimizaciju i tehnički razvoj.
Ovaj je članak prilagođen iz Cai Yingyingove "Analize razloga promjene boje zrnca LED svjetiljke" za tehničku razmjenu i referencu. Praktična primjena trebala bi uključivati evaluaciju na temelju specifičnih proizvoda i procesa.
Tel/Whatsapp:+8619972563753
E-pošta:bwzm12@benweilighting.com
Skype: bwzm32
Web: https://www.benweilight.com/
