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发光二极管封装胶可能出现异常情况

发布时间:

2024-01-27 10:00


 

发光二极管封装胶是可能出现的异常

因高可靠性与一致的显色性,LED技术成为了当今照明领域中的主流技术,但高可靠性并不意味着发光二极管不会损坏,在实际应用中LED灯珠还是会出现变色问题。本文针对以下两点讲解了发光二极管在封装胶时可能出现的异常
封装胶受化学物质侵蚀发生胶体变色

  通过TGA测试LED灯珠封装胶体的热分解温度可知,失效发光二极管封装胶在失重2%、5%、10%、15%和20%时的温度均比同批次良品封装胶相同失重量的温度高出25℃以上,封装胶热分解证实了封装胶因发生硫化交联导致其热分解温度升高的现象。使用ICPOES进一步对起固定作用的单组份固化硅橡胶进行化学成分分析,检出其中含有约400ppm的硫(S)元素。
  这种情况一般发生在玻璃光管灯当中。内部的发光二极管使用单组份室温固化硅橡胶粘结固定在玻璃管上,固胶部位灯带上的LED灯珠出现发黄变暗现象。失效LED灯珠封装胶的材质为硅橡胶,使用SEM&EDS测试封装胶的元素成分,发现其比正常灯珠封装胶成分多检出了硫(S)元素,通常硫磺、有机二硫化物和多硫化物等含硫物质可以作为硫化剂,使橡胶发生硫化交联反应,从而使橡胶的结构改变,呈现出颜色发黄变暗、热分解温度升高的现象。
  通过分析得知,LED灯珠发黄的主要原因是由于化学气体的挥发导致的,玻璃灯管内粘结固定用的单组份室温固化硅橡胶在固化过程中挥发出的含硫(S)的气体侵入到了LED封装胶中,使封装胶发生了进一步的硫化交联反应,而再次硫化交联导致封装胶体变黄变暗。
  改用未使用单组份固化硅橡胶的塑料灯管则未出现灯珠变色的现象。因此,发光二极管在产品设计选材和制造时应考虑LED灯珠各部件所用不同材料相互间的匹配性,避免因材料的不兼容而导致后续出现可靠性问题。
  一般来说,如果是因封装胶中存留的外来物引起的LED灯珠异常,会导致LED灯珠的外观呈现黑色。揭开封装胶,发现有一个黑色异物夹杂在封装胶内,用扫描电镜及能谱仪(SEM&EDS)对异物进行成分分析,确认其主成分为铝(Al)、碳(C)、氧(O)元素,还含有少量的杂质元素,测试结果结合用户反馈的失效背景得知,该异物是在封装过程中引入的。

发光二极管,LED灯珠

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