随着LED灯的普遍使用(yòng),那日常LED光源死灯的原因你们都可(kě)以知道吗?為(wèi)了让大家在日常生活中更好的使用(yòng)LED灯,接下来先灯小(xiǎo)编给大家分(fēn)析一下LED光源死灯的一些日常原因,具體(tǐ)请看正文(wén)部分(fēn)。
LED死灯的原因可(kě)能(néng)过百种,仅以LED光源為(wèi)例,从LED光源的五大原物(wù)料(芯片、支架、荧光粉、固晶胶、封装胶和金線(xiàn))的入手,介绍日常部分(fēn)可(kě)能(néng)导致死灯的原因。
一、芯片问题
1.芯片抗静電(diàn)能(néng)力差
LED灯珠的抗静電(diàn)指标高低取决于LED发光芯片本身,与封装材料预计封装工艺基本无关,或者说影响因素很(hěn)小(xiǎo),很(hěn)细微;LED灯更容易遭受静電(diàn)损伤,这与两个引脚间距有(yǒu)关系,LED芯片裸晶的两个電(diàn)极间距非常小(xiǎo),一般是一百微米以内吧,而LED引脚则是两毫米左右,当静電(diàn)電(diàn)荷要转移时,间距越大,越容易形成大的電(diàn)位差,也就是高的電(diàn)压。所以,封成LED灯后往往更容易出现静電(diàn)损伤事故。
2.芯片外延缺陷
LED外延片在高温長(cháng)晶过程中,衬底、MOCVD反应腔内残留的沉积物(wù)、外围气體(tǐ)和Mo源都会引入杂质,这些杂质会渗入磊晶层,阻止氮化镓晶體(tǐ)成核,形成各种各样的外延缺陷,最终在外延层表面形成微小(xiǎo)坑洞,这些也会严重影响外延片薄膜材料的晶體(tǐ)质量和性能(néng)。
3.芯片化學(xué)物(wù)残余
電(diàn)极加工是制作LED芯片的关键工序,包括清洗、蒸镀、黄光、化學(xué)蚀刻、熔合、研磨,会接触到很(hěn)多(duō)化學(xué)清洗剂,如果芯片清洗不够干净,会使有(yǒu)害化學(xué)物(wù)残余。这些有(yǒu)害化學(xué)物(wù)会在LED通電(diàn)时,与電(diàn)极发生電(diàn)化學(xué)反应,导致死灯、光衰、暗亮、发黑等现象出现。因此,鉴定芯片化學(xué)物(wù)残留对LED封装厂来说至关重要。
二、LED支架问题
1.镀银层过薄市场上现有(yǒu)的LED光源选择铜作為(wèi)引線(xiàn)框架的基體(tǐ)材料。為(wèi)防止铜发生氧化,一般支架表面都要電(diàn)镀上一层银。如果镀银层过薄,在高温条件下,支架易黄变。镀银层的发黄不是镀银层本身引起的,而是受银层下的铜层影响。在高温下,铜原子会扩散、渗透到银层表面,使得银层发黄。铜的可(kě)氧化性是铜本身最大的弊病。当铜一旦出现氧化状态,导热和散热性能(néng)都会大大的下降。所以镀银层的厚度至关重要。同时,铜和银都易受空气中各种挥发性的硫化物(wù)和卤化物(wù)等污染物(wù)的腐蚀,使其表面发暗变色。有(yǒu)研究表明,变色使其表面電(diàn)阻增加约20~80%,電(diàn)能(néng)损耗增大,从而使LED的稳定性、可(kě)靠性大為(wèi)降低,甚至导致严重事故。
2.镀银层硫化
LED光源怕硫,这是因為(wèi)含硫的气體(tǐ)会通过其多(duō)孔性结构的硅胶或支架缝隙,与光源镀银层发生硫化反应。LED光源出现硫化反应后,产品功能(néng)區(qū)会黑化,光通量会逐渐下降,色温出现明显漂移;硫化后的硫化银随温度升高导電(diàn)率增加,在使用(yòng)过程中,极易出现漏電(diàn)现象;更严重的状况是银层完全被腐蚀,铜层暴露。由于金線(xiàn)二焊点附着在银层表面,当支架功能(néng)區(qū)银层被完全硫化腐蚀后,金球出现脱落,从而出现死灯。
三、固晶胶
1.银胶剥离
导電(diàn)银胶的基體(tǐ)是环氧树脂类材料,热膨胀系数比芯片和支架都大很(hěn)多(duō),在灯珠的冷热冲击使用(yòng)环境中,会因為(wèi)热的问题产生应力,温度变化剧烈的环境中效应将更為(wèi)加剧,胶體(tǐ)本身有(yǒu)拉伸断裂强度和延展率,当拉力超过时,那么胶體(tǐ)就裂开了。固晶胶的在界面处剥离,散热急剧变差,芯片产生的热不能(néng)导出,结温迅速升高,大大加速了光衰的进程。
2.银胶分(fēn)层
银粉颗粒以悬浮状态分(fēn)散在浆料體(tǐ)系中,银粉和基體(tǐ)之间由于受到密度差 、電(diàn)荷 、凝聚力 、作用(yòng)力和分(fēn)散體(tǐ)系的结构等诸多(duō)因素的影响,常出现银粉沉降分(fēn)层现象,如果沉降过快会使产品在挂浆时产生流挂 ,涂层厚薄不均匀 ,乃至影响到涂膜的物(wù)化性能(néng),分(fēn)层也会影响器件的散热、粘接强度和导電(diàn)性能(néng) 。
四、封装胶
1.胶水耐热性差据我们的检测表明,纯硅胶到400度才开始裂解,但是添加了环氧树脂的改性硅胶的耐热性被拉低到环氧树脂的水平,当这种改性硅胶运用(yòng)到大功率LED或者高温环境中,会出现胶體(tǐ)发黄发黑开裂死灯等现象。
2.胶水不干
LED封装用(yòng)有(yǒu)机硅的固化剂含有(yǒu)白金(铂)络合物(wù),而这种白金络合物(wù)非常容易中毒,毒化剂是任意一种含氮(N)、磷(P)、硫(S)的化合物(wù),一旦固化剂中毒,则有(yǒu)机硅固化不完全,则会造成線(xiàn)膨胀系数偏高,应力增大。
五、荧光粉
1.荧光粉水解
氮化物(wù)的荧光粉容易水解,失效。
2.荧光粉自发热的机制荧光粉自发热的机制,使得荧光粉层的温度往往高于 LED 芯片 p-n 结。其原因是荧光粉的转换效率并不能(néng)达到 100%,因此荧光粉吸收的一部分(fēn)蓝光转化成黄光,在高光能(néng)量密度 LED 封装中荧光粉吸收的另一部分(fēn)光能(néng)量则变成了热量。由于荧光粉通常和硅胶掺在一起,而硅胶的热导率非常低,只有(yǒu) 0.16 W/mK,因此荧光粉产生的热量会在较小(xiǎo)的局部區(qū)域累积,造成局部高温,LED 的光密度越大则荧光粉的发热量越大。当荧光粉的温度达到450 摄氏度以上是,会使荧光粉颗粒附近的硅胶出现碳化。一旦有(yǒu)某个地方的硅胶出现碳化发黑,其光转化效率更低,该區(qū)域将吸收更多(duō) LED 发出的光能(néng)量并转化更多(duō)的热量,温度继续增加,使得碳化的面积越来越大。
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