發(fā)光二極管封裝膠可能出現(xiàn)異常情況

發(fā)布時(shí)間：

2024-01-27 10:00

發(fā)光二極管封裝膠是可能出現(xiàn)的異常

因高可靠性與一致的顯色性，LED技術(shù)成為了當(dāng)今照明領(lǐng)域中的主流技術(shù)，但高可靠性并不意味著發(fā)光二極管不會(huì)損壞，在實(shí)際應(yīng)用中LED燈珠還是會(huì)出現(xiàn)變色問題。本文針對以下兩點(diǎn)講解了發(fā)光二極管在封裝膠時(shí)可能出現(xiàn)的異常
封裝膠受化學(xué)物質(zhì)侵蝕發(fā)生膠體變色

通過TGA測試LED燈珠封裝膠體的熱分解溫度可知，失效發(fā)光二極管封裝膠在失重2%、5%、10%、15%和20%時(shí)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，封裝膠熱分解證實(shí)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(jìn)一步對起固定作用的單組份固化硅橡膠進(jìn)行化學(xué)成分分析，檢出其中含有約400ppm的硫（S）元素。
這種情況一般發(fā)生在玻璃光管燈當(dāng)中。內(nèi)部的發(fā)光二極管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LED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，通常硫磺、有機(jī)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。
通過分析得知，LED燈珠發(fā)黃的主要原因是由于化學(xué)氣體的揮發(fā)導(dǎo)致的，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(jìn)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。
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，發(fā)光二極管在產(chǎn)品設(shè)計(jì)選材和制造時(shí)應(yīng)考慮LED燈珠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。
一般來說，如果是因封裝膠中存留的外來物引起的LED燈珠異常，會(huì)導(dǎo)致LED燈珠的外觀呈現(xiàn)黑色。揭開封裝膠，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)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(jìn)行成分分析，確認(rèn)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)果結(jié)合用戶反饋的失效背景得知，該異物是在封裝過程中引入的。

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