Analiza uzroka promjene boje perla LED lampe i mjere prevencije
Kao četvrta generacija izvora zelene rasvjete, LED diode se široko koriste u rasvjeti, dekorativnoj pejzažnoj rasvjeti, automobilskoj elektronici i drugim poljima. Međutim, tokom upotrebe, perle LED lampe često dožive promjenu boje, što dovodi do smanjene svjetlosne efikasnosti, promjene temperature boje i pogoršanog kvaliteta izlaznog svjetla, što ozbiljno utječe na vijek trajanja i pouzdanost proizvoda. Na osnovu istraživanja Cai Yingyinga i drugih, ovaj članak sistematski analizira osnovne uzroke promjene boje perli LED lampe i predlaže odgovarajuće mjere prevencije.
I. Osnovna struktura perle LED lampe
Tipična perla LED lampe (koristeći a3528 bijeli LED kao primjer) uglavnom se sastoji od sljedećih dijelova:
LED čip: Jezgro koje-emituje svjetlost, vrši elektro-optičku konverziju preko PN spoja.
Bonding Wires: Metalne žice koje povezuju čip sa vodovima.
Die{0}}Pričvrsti ljepilo: Fiksira čip na olovni okvir.
Fosfor: Omogućava konverziju talasne dužine, npr. miješanje plave-pobuđene žute svjetlosti da se stvori bijela svjetlost.
Encapsulant: Štiti čip i fosfor, obično napravljen od epoksidne smole ili silikona.
Lead Frame: Podržava čip i služi kao struktura električne provodljivosti, često napravljena od posrebrenog{0}}bakra.
Abnormalnosti u bilo kojem od ovih dijelova mogu dovesti do gubitka boje cijele perle lampe.
II. Glavni uzroci promjene boje perla LED lampe
1. Problemi sa Enkapsulantom
(1) Ostatak strane materije u kapsuli
Ako se strane nečistoće pomiješaju u kapsulu tijekom proizvodnog procesa, to može uzrokovati lokaliziranu promjenu boje. U jednom slučaju, crna strana materija je pronađena unutar enkapsulanta, a SEM i EDS analiza pokazuje da su njegove glavne komponente Al, C i O. Ove nečistoće mogu poticati od prašine u proizvodnom okruženju, čestica habanja opreme ili kontaminacije sirovina. Strana tvar mijenja put prelamanja i prijenosa svjetlosti, uzrokujući lokalizirano zamračenje ili promjenu boje.
(2) Hemijska erozija koja dovodi do promjene boje enkapsulanta
Ako je perla LED lampe izložena određenim isparljivim hemikalijama u okruženju za koje se koristi, kapsula može proći hemijske reakcije i promeniti boju. na primjer:
U svjetlu sa staklenom cijevi, jedno-komponentna silikonska guma od vulkanizirane sobne temperature (RTV) korištena je za fiksiranje LED trake. Gas koji sadrži sumpor- koji je ispario tokom očvršćavanja izazvao je sekundarnu vulkanizaciju LED enkapsulanta, čime je postao žut.
TGA analiza je pokazala da je temperatura termičke razgradnje neispravnog inkapsulanta bila preko 25 stepeni viša od normalnih uzoraka, što ukazuje da je došlo do reakcije unakrsnog-povezivanja.
ICP-OES je otkrio oko 400 ppm sumpora u ljepilu za fiksiranje, potvrđujući da je sumpor osnovni uzrok promjene boje.
Preporuka: Tokom dizajna proizvoda, procijenite kompatibilnost svih materijala u kontaktu i izbjegavajte korištenje pomoćnih materijala koji sadrže reaktivne elemente poput sumpora ili hlora.
2. Sedimentacija fosfora
Neravnomjerna raspodjela fosfora unutar kapsule može dovesti do promjene temperature boje i lokalizirane promjene boje. U jednom slučaju, perle LED lampe koje su pohranjene u skladištu promijenile su se iz narandžaste u svijetložutu. Analiza je otkrila:
Prozirne čestice pronađene su na površini olovnog okvira oštećenih perli. Analiza sastava je pokazala prisustvo stroncijuma (Sr), barijuma (Ba) i drugih elemenata koji potiču od fosfora na bazi silikata{1}}.
Površina olovnog okvira normalnih perli bila je čista, sadržavala je samo srebro i malu količinu ugljika.
Sedimentacija fosfora mijenja put svjetlosti, uzrokujući disperziju i abnormalnosti boje.
Preporuke:
Optimizirajte omjer i viskozitet fosfora i enkapsulanta.
Poboljšajte procese doziranja i sušenja kako biste spriječili taloženje.
Odaberite fosforne materijale s boljim svojstvima prianjanja.
3. Problemi sa vodećim okvirom
(1) Kontaminacija površine olovnog okvira
Tokom SMT procesa, prekomjerni lem (npr. kalaj-legura olova) može navući igle na površinu okvira olova, formirajući pokrivni sloj. U jednom slučaju, Sn i Pb elementi su otkriveni na površini olovnog okvira promijenjene boje, što potvrđuje kontaminaciju lemljenja. Ovi metalni premazi mijenjaju karakteristike refleksije svjetlosti, uzrokujući vizualnu promjenu boje.
(2) Korozija olovnog okvira
Ako posrebrena oplata na olovnom okviru dođe u kontakt sa korozivnim elementima poput sumpora ili hlora, dolazi do hemijskih reakcija koje stvaraju tamne supstance poput srebrnog sulfida ili srebrnog klorida. U slučaju neuspjeha:
Površina olovnog okvira je pocrnila, a EDS je otkrio visok sadržaj sumpora.
Srebrna oplata je pokazala labavu, korodiranu morfologiju.
Korozija se može ubrzati pod uslovima visoke temperature i visoke vlažnosti.
Izvori korozije:
Nečistoće u samim materijalima.
Kontaminacija unesena tokom procesa proizvodnje.
Prisustvo korozivnih gasova u okolini upotrebe.
(3) Loš kvalitet olovnog okvira
Kvaliteta prevlake direktno određuje otpornost na koroziju i refleksivnost olovnog okvira. U jednom slučaju, stopa promjene boje kuglica lampe dostigla je 30% nakon starenja. Analizom je pronađeno:
Oplata na pokvarenim olovnim okvirima bila je labava i porozna.
AES analiza je otkrila nikal na površini sloja srebra, što ukazuje na difuziju donjeg sloja nikla.
Osnovni uzrok je bila neujednačena debljina obloge i ne-gusta struktura.
Tipična struktura oplata: Bakrena podloga → Niklovanje (sloj barijere) → Posrebrivanje (reflektirajući sloj). Loša kvaliteta prevlake lako dovodi do difuzije nikla i pocrnjenja srebrnog sloja.
III. Mjere prevencije i prijedlozi za poboljšanje
1. Odabir materijala i testiranje kompatibilnosti
Odaberite tipove kapsula otporne na vulkanizaciju i žutilo.
Odaberite fosfore sa niskom sedimentacijom i visokom stabilnošću.
Osigurajte da olovni okvir zadovoljava standarde za gustinu, ujednačenost i da nema{0}}defekta.
2. Kontrola procesa
Održavajte visoku čistoću u okruženju ambalaže kako biste spriječili unošenje stranih materija.
Strogo kontrolišite količinu paste za lemljenje u procesu zavarivanja kako biste spriječili curenje.
Optimizirajte temperaturu i vrijeme sušenja kako biste spriječili zaostale isparljive tvari.
3. Poboljšanje kvaliteta okvira
Odaberite osnovne materijale{0}}otporne na koroziju, kao što su legure bakra visoke -čistoće.
Osigurajte da proces galvanizacije rezultira gustim, ujednačeno debelim slojevima.
Nanesite tretmane protiv-zatamnjenja na posrebreni sloj (npr. zaštitni premazi).
4. Dizajn proizvoda i upravljanje okruženjem korišćenja
Izbjegavajte kontakt između LED dioda i materijala koji sadrže sumpor ili klor, poput određenih ljepila ili brtvi.
Povećava brtvljenje i zaštitu kada se koristi u okruženjima visoke temperature i vlage.
Provedite ubrzane testove starenja kako biste rano identificirali potencijalne rizike od promjene boje.
IV. Zaključak
Promjena boje perla LED lampe rezultat je više faktora koji djeluju zajedno. Glavni uzroci uključuju:
Abnormalnosti enkapsulacije: Uključivanje stranih materija, hemijska erozija.
Sedimentacija fosfora: Neravnomjerna distribucija koja uzrokuje disperziju.
Problemi sa vodećim okvirom: Kontaminacija, korozija, loš kvalitet polaganja.
Kroz strogu selekciju materijala, kontrolu procesa i inspekciju kvaliteta, promena boje perla LED lampe može se efikasno sprečiti, povećavajući pouzdanost proizvoda. U budućnosti, kako se LED diode razvijaju prema većoj snazi i efikasnosti, zahtjevi za ambalažnim materijalima i procesima će postati stroži, što će zahtijevati kontinuiranu optimizaciju i tehnički razvoj.
Ovaj članak je prilagođen iz knjige Cai Yingyinga "Analiza razloga promjene boje zrna LED lampe" za tehničku razmjenu i referencu. Praktična primjena bi trebala uključivati evaluaciju zasnovanu na specifičnim proizvodima i procesima.
Tel/Whatsapp:+8619972563753
Email:bwzm12@benweilighting.com
Skype:bwzm32
Web: https://www.benweilight.com/
