LED燈珠失效變色的原因
LED 產(chǎn)品的可靠性日益受到了制造廠商及使用者的關(guān)注。而作為產(chǎn)品基本構(gòu)成單元的LED燈珠, 其質(zhì)量的好壞直接影響著LED 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, 使眾多的LED 產(chǎn)品生產(chǎn)廠家及用戶遭受了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
一、封裝膠原因
?。?)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(kāi)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。
?。?)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。
二、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(kāi)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。
與之相比, 良品燈珠開(kāi)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, 且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。
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