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LED顯示屏常識(shí)

led顯示屏是什么原因?qū)е聼糁樽兩?/p>

標(biāo)簽:小間距l(xiāng)ed顯示 led顯示屏制造廠家 led租賃屏 led透明屏 室內(nèi)led顯示屏 2018-01-05 09:53:10927




     LED燈珠的好壞直接影響著全彩LED顯示屏成品的可靠性,在實(shí)際應(yīng)用中就常常發(fā)生因LED燈珠的失效導(dǎo)致成品出現(xiàn)功能異常甚至完全失效的情況。近年來(lái),因燈珠變色導(dǎo)致成品出現(xiàn)色溫漂移、流明降低和出光效果變差等一系列可靠性問(wèn)題的案例日益增多,這里通過(guò)幾個(gè)LED燈珠失效案例, 分析了導(dǎo)致LED燈珠發(fā)生變色失效的根本原因。

封裝膠原因

(1)封裝膠中殘留外來(lái)異物

     失效燈珠的外觀呈現(xiàn)局部變色發(fā)黑。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(duì)異物進(jìn)行成分分析[5-6],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,結(jié)合用戶反饋的失效背景可知,該異物是在封裝過(guò)程中引入的。

(2)封裝膠受化學(xué)物質(zhì)侵蝕發(fā)生膠體變色

     失效品為玻璃光管燈,內(nèi)部的LED燈帶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。失效燈珠封裝膠的材質(zhì)為硅橡膠,使用SEM&EDS測(cè)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(guò)TGA測(cè)試燈珠封裝膠體的熱分解溫度可知,失效燈珠封裝膠在失重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,封裝膠熱分解曲線,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。

     由此可知,LED燈珠發(fā)黃變暗的原因?yàn)椴A艄軆?nèi)粘結(jié)固定用的單組份室溫固化硅橡膠在固化過(guò)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。后續(xù)用戶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,LED生產(chǎn)方在產(chǎn)品設(shè)計(jì)選材和制造時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)品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(wèn)題。

熒光粉沉降

    燈珠裝配成LED燈具后在倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存時(shí),發(fā)生了色溫漂移失效,失效LED燈珠的封裝膠由橙色變?yōu)闇\黃色,對(duì)其進(jìn)行I-V特性測(cè)試, 發(fā)現(xiàn)燈珠可以正常點(diǎn)亮,且I-V曲線正常,只是出光亮度發(fā)生改變。取一些失效燈珠,以機(jī)械開封方式取出封裝膠,發(fā)現(xiàn)支架表面均殘留有透明顆粒物,使用SEM&EDS測(cè)試顆粒物成分, 結(jié)果顯示其含有高含量的鍶(Sr)元素。

   而封裝膠與支架接觸面也檢出了高含量的鍶(Sr)元素和鋇(Ba)元素。

   與之相比,良品燈珠開封后, 支架表面較干凈,表面主成分為銀(Ag)和少量的碳(C)元素, 未檢出鍶(Sr)元素,在其封裝膠與支架的接觸面上也未檢出鍶(Sr)和鋇(Ba)元素。通過(guò)測(cè)試失效品和良品燈珠封裝膠的截面成分得知,二者所用的熒光粉的成分相同, 均為釔鋁石榴石(主要成分為氧(O)、鋁(Al)和釔(Y))與硅酸鍶鋇(主要成分為碳(C)、氧(O)、硅(Si)、鍶(Sr)、鋇(Ba)和鈣(Ca))混合熒光粉。

    因此,LED燈珠的失效原因?yàn)樗褂玫墓杷猁}熒光粉沉降到了封裝膠底部及支架表層,致使因光折射規(guī)律不一致而發(fā)生色散現(xiàn)象,導(dǎo)致色溫漂移,同時(shí)發(fā)生燈珠變色現(xiàn)象。

支架原因

(1)異物污染支架

     失效燈珠一側(cè)變色, 揭開封裝膠后可以看到變色部位的支架的表面覆蓋了一層異物,對(duì)異物進(jìn)行元素成分測(cè)試,顯示其主成分為錫(Sn)、鉛(Pb) 元素。

     揭開燈珠變色部位外圍的白色塑膠,在與白色塑膠接觸的支架表面也檢出了錫(Sn)、鉛(Pb)成分。由于異物覆蓋部位的支架與燈珠一側(cè)的引腳相連,而引腳采用錫鉛焊接。顯而易見,如果燈珠在進(jìn)行表面貼裝時(shí),引腳沾附了多余的錫膏,則在焊接時(shí),熔化的焊料會(huì)沿著引腳爬升至與之相連的支架表面,形成覆蓋層。因此,此案例中LED燈珠失效的原因是LED燈珠在進(jìn)行組裝焊接時(shí),引腳焊接部位的焊料進(jìn)入了支架表面,形成了覆蓋物,從而導(dǎo)致了燈珠變色。

(2)支架腐蝕

     失效LED燈珠的中間部位變色發(fā)黑,開封后將其放在光學(xué)顯微鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)整個(gè)支架的表面明顯地變黑,使用SEM&EDS測(cè)試發(fā)黑支架的成分,結(jié)果顯示,除了正常的材質(zhì)成分外,發(fā)黑支架中還具有較高含量的腐蝕性硫(S)元素,而支架表面鍍銀層局部也呈現(xiàn)出疏松的腐蝕形貌。

     通常LED燈珠在生產(chǎn)過(guò)程中,由于材料自身不純或工藝過(guò)程污染等原因引入硫(S)、氯(Cl)等腐蝕性元素時(shí),在一定條件下(如高溫、水汽殘留等),其金屬支架極易發(fā)生腐蝕,導(dǎo)致燈珠出現(xiàn)變色、漏電等失效現(xiàn)象。

(3)支架鍍層質(zhì)量差

      LED燈珠點(diǎn)亮老化后出現(xiàn)變色發(fā)黑現(xiàn)象,且失效率高達(dá)30%。去掉燈珠表面的封裝膠后,發(fā)現(xiàn)支架表層銀鍍層失去原有的光亮,呈現(xiàn)灰色。使用SEM觀察支架表層微觀形貌,發(fā)現(xiàn)與未裝配的半成品支架相比,LED失效燈珠的支架表面銀層疏松且有較多的孔洞。將半成品支架和失效LED制作成切片,觀察其截面鍍層質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)支架鍍層結(jié)構(gòu)為銅鍍鎳再鍍銀,與半成品相比,失效品支架的鎳鍍層變薄,表層銀層變得疏松,且鎳銀鍍層界限變得模糊。

       使用AES測(cè)試失效LED支架淺表層成分,發(fā)現(xiàn)其中會(huì)有鎳(Ni)元素,很顯然,鎳鍍層擴(kuò)散至了銀層表面。由此得出,LED燈珠變色的原因?yàn)樗玫闹Ъ苠儗硬涣?,老化后銀層疏松產(chǎn)生孔洞,鎳層經(jīng)過(guò)銀層孔洞擴(kuò)散到銀層表面,導(dǎo)致銀層發(fā)黑,燈珠變色。

         在眾多的LED變色失效案例中,因支架變色或腐蝕導(dǎo)致的失效所占的比例是最高的。因此,LED或支架生產(chǎn)方應(yīng)采取一些措施來(lái)預(yù)防產(chǎn)品失效。



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