LED-lambi helmeste värvimuutuse põhjuste ja ennetusmeetmete analüüs
Neljanda põlvkonna roheliste valgusallikatena kasutatakse LED-e laialdaselt valgustuses, dekoratiivses maastikuvalgustuses, autoelektroonikas ja muudes valdkondades. Kuid kasutamise ajal muutuvad LED-lambi helmed sageli värvimuutusteks, mis põhjustab vähenenud valguse efektiivsust, värvitemperatuuri nihet ja valguse kvaliteedi halvenemist, mis mõjutab oluliselt toote eluiga ja töökindlust. Tuginedes Cai Yingyingi ja teiste uuringutele, analüüsib see artikkel süstemaatiliselt LED-lambi helmeste värvimuutuse algpõhjuseid ja pakub välja vastavad ennetusmeetmed.
I. LED-lambi helmeste põhistruktuur
Tüüpiline LED-lambi rant (kasutades a3528 valge LED näiteks) koosneb peamiselt järgmistest osadest:
LED-kiip: valgust -kiirgav tuum, mis teostab PN-siirde kaudu elektro-optilist teisendust.
Liimimisjuhtmed: metalltraadid, mis ühendavad kiipi juhtmetega.
Die{0}}Kinnitage liim: Kinnitab kiibi juhtraami külge.
Fosfor: Võimaldab lainepikkuse teisendamist, nt sinise-ergastatud kollase valguse segamist valge valguse loomiseks.
Kapseldaja: Kaitseb kiipi ja fosforit, mis on tavaliselt valmistatud epoksüvaigust või silikoonist.
Juhtraam: toetab kiipi ja toimib elektrijuhtivuse struktuurina, mis on sageli valmistatud hõbetatud{0}}vasest.
Nende osade kõrvalekalded võivad põhjustada kogu lambi randi värvimuutuse.
II. LED-lambi helmeste värvimuutuse peamised põhjused
1. Probleemid kapseldajaga
(1) Võõraine jääk kapseldajas
Kui kapseldajasse segatakse tootmisprotsessi ajal võõrlisandid, võib see põhjustada lokaalset värvimuutust. Ühel juhul leiti kapseldaja seest musta võõrkeha, mille SEM- ja EDS-analüüs näitas, et selle peamised komponendid olid Al, C ja O. Need lisandid võivad pärineda tootmiskeskkonnas leiduvast tolmust, seadmete kulumisosakestest või tooraine saastumisest. Võõraine muudab valguse murdumis- ja ülekandeteed, põhjustades lokaalset tumenemist või värvimuutust.
(2) Keemiline erosioon, mis põhjustab kapseldaja värvimuutust
Kui LED-lambi rant puutub kasutuskeskkonnas kokku teatud lenduvate kemikaalidega, võib kapseldaja läbida keemilisi reaktsioone ja värvuda. Näiteks:
Klaastoru valgustis kasutati LED-riba kinnitamiseks üheosalist toatemperatuuril vulkaniseeritud (RTV) silikoonkummi. Kõvenemise ajal lendunud väävlit-sisaldav gaas põhjustas LED-kapseldaja sekundaarse vulkaniseerimise, muutes selle kollaseks.
TGA analüüs näitas, et ebaõnnestunud kapseldaja termilise lagunemise temperatuur oli üle 25 kraadi kõrgem kui tavalistes proovides, mis viitab ristsidumise reaktsioonile.
ICP-OES tuvastas kinnitusliimas umbes 400 ppm väävlit, mis kinnitas, et väävel on värvimuutuse algpõhjus.
Soovitus: Toote projekteerimisel hinnake kõigi kokkupuutuvate materjalide ühilduvust ja vältige reaktiivseid elemente, nagu väävel või kloor, sisaldavate abimaterjalide kasutamist.
2. Fosfori settimine
Fosfori ebaühtlane jaotumine kapseldamises võib põhjustada värvitemperatuuri nihke ja lokaalset värvimuutust. Ühel juhul muutusid laos hoitud LED-lambi helmed oranžist helekollaseks. Analüüsist selgus:
Ebaõnnestunud helmeste juhtraami pinnalt leiti läbipaistvaid tahkeid osakesi. Koostise analüüs näitas strontsiumi (Sr), baariumi (Ba) ja muude silikaat{1}}põhistest fosforidest pärinevate elementide olemasolu.
Tavaliste helmeste pliiraami pind oli puhas, sisaldades ainult hõbedat ja vähesel määral süsinikku.
Fosfori settimine muudab valgusteed, põhjustades hajumist ja värvimuutusi.
Soovitused:
Optimeerige fosfori ja kapseldaja suhet ja viskoossust.
Parandage väljastus- ja kõvenemisprotsesse, et vältida settimist.
Valige paremate nakkuvusomadustega fosformaterjalid.
3. Juhtraami probleemid
(1) Pliiraami pinna saastumine
SMT-protsessi ajal võib liigne joodet (nt tina-pliisulam) viia tihvtid pliiraami pinnale, moodustades kattekihi. Ühel juhul tuvastati Sn- ja Pb-elemendid värvunud randi juhtraami pinnal, mis kinnitas jootmise saastumist. Need metallkatted muudavad valguse peegeldusomadusi, põhjustades visuaalset värvimuutust.
(2) Pliiraami korrosioon
Kui pliiraami hõbedamine puutub kokku söövitavate elementidega, nagu väävel või kloor, tekivad keemilised reaktsioonid, mis moodustavad tumedaid aineid nagu hõbesulfiid või hõbekloriid. Ebaõnnestumise korral:
Pliiraami pind tumenes ja EDS tuvastas kõrge väävlisisalduse.
Hõbedamine näitas lahtist, korrodeerunud morfoloogiat.
Korrosioon võib kiireneda kõrge temperatuuri ja kõrge niiskuse tingimustes.
Korrosiooni allikad:
Lisandid materjalides endas.
Tootmisprotsessi käigus tekkinud saastumine.
Söövitavate gaaside olemasolu kasutuskeskkonnas.
(3) Pliiraami plaadistuse halb kvaliteet
Pinnastuse kvaliteet määrab otseselt juhtraami korrosioonikindluse ja peegelduvuse. Ühel juhul ulatus lambi helmeste värvimuutus pärast vananemist 30% -ni. Leitud analüüs:
Ebaõnnestunud pliiraamide plaat oli lahtine ja poorne.
AES-analüüs tuvastas hõbedakihi pinnal niklit, mis näitab selle all oleva niklikihi difusiooni.
Algpõhjus oli plaadistuse ebaühtlane paksus ja mitte{0}}tihe struktuur.
Tüüpiline plaadistuse struktuur: Vasesubstraat → Nikeldamine (tõkkekiht) → Hõbedamine (peegeldav kiht). Halb pinnakatte kvaliteet põhjustab kergesti nikli difusiooni ja hõbedakihi mustaks muutumist.
III. Ennetusmeetmed ja parandusettepanekud
1. Materjali valik ja ühilduvuse testimine
Valige vulkaniseerumise ja kollasuse suhtes vastupidavad kapseldamise tüübid.
Valige madala settivuse ja kõrge stabiilsusega fosforid.
Veenduge, et pliiraami plaat vastaks tiheduse, ühtluse ja{0}}defektide puudumise standarditele.
2. Protsessi juhtimine
Säilitage pakkekeskkonna kõrge puhtus, et vältida võõrkehade sattumist.
Kontrollige keevitusprotsessis rangelt jootepasta kogust, et vältida imamist.
Optimeerige kõvenemistemperatuuri ja -aega, et vältida lenduvate ainete jääke.
3. Juhtraami kvaliteedi parandamine
Valige korrosioonikindlad-alusmaterjalid, näiteks kõrge-puhtusastmega vasesulamid.
Veenduge, et galvaniseerimise tulemuseks on tihedad ühtlaselt paksud kihid.
Kandke hõbedamisele -tumenemisvastaseid aineid (nt kaitsekatteid).
4. Tootekujundus ja kasutuskeskkonna juhtimine
Vältige LED-ide kokkupuudet väävlit või kloori sisaldavate materjalidega, nagu teatud liimid või tihendid.
Suurendage tihendamist ja kaitset, kui seda kasutatakse kõrge temperatuuri ja niiskusega keskkondades.
Viige läbi kiirendatud vananemistestid, et varakult tuvastada võimalikud värvimuutusriskid.
IV. Järeldus
LED-lambi helmeste värvimuutus tuleneb mitmest koosmõjust. Peamised põhjused hõlmavad järgmist:
Kapseldamise kõrvalekalded: võõrkehade kaasamine, keemiline erosioon.
Fosfori settimine: Ebaühtlane jaotumine põhjustab hajumist.
Juhtraami probleemid: Saastumine, korrosioon, halb plaadistuse kvaliteet.
Range materjalivaliku, protsessikontrolli ja kvaliteedikontrolli abil saab LED-lambi helmeste värvimuutust tõhusalt ära hoida, suurendades toote töökindlust. Tulevikus, kui LED-id arenevad suurema võimsuse ja tõhususe suunas, muutuvad nõuded pakkematerjalidele ja -protsessidele karmimaks, mistõttu on vaja pidevat optimeerimist ja tehnilist arendamist.
See artikkel on kohandatud Cai Yingyingi raamatust "LED-lambi helmeste värvimuutuse põhjuste analüüs" tehniliseks teabevahetuseks ja viitamiseks. Praktiline rakendamine peaks hõlmama konkreetsetel toodetel ja protsessidel põhinevat hindamist.
Tel/Whatsapp:+8619972563753
E-post:bwzm12@benweilighting.com
Skype: bwzm32
Veebisait: https://www.benweilight.com/
