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LED燈珠失效變色的原因

文章出處:深圳市鑫冠明科技有限公司 人氣:-發表時間:2018/1/22 11:51:25

    LED 產品的可靠性日益受到了制造廠商及使用者的關注。而作為產品基本構成單元的LED燈珠, 其質量的好壞直接影響著LED 成品的可靠性, 在實際應用中就常常發生因LED 燈珠的失效導致成品出現功能異常甚至完全失效的情況。近年來, 因燈珠變色導致成品出現色溫漂移、流明降低和出光效果變差等一系列可靠性問題的案例日益增多, 使眾多的LED 產品生產廠家及用戶遭受了嚴重的經濟損失。


一、封裝膠原因


(1)封裝膠中殘留外來異物


    失效燈珠的外觀呈現局部變色發黑。揭開封裝膠, 發現有一個黑色異物夾雜在封裝膠內, 用掃描電鏡及能譜儀(SEM&EDS) 對異物進行成分分析[5-6], 確認其主成分為鋁(Al)、碳(C)、氧(O) 元素, 還含有少量的雜質元素。結合用戶反饋的失效背景可知, 該異物是在封裝過程中引入的。


(2)封裝膠受化學物質侵蝕發生膠體變色


    失效品為玻璃光管燈, 內部的LED 燈帶使用單組份室溫固化硅橡膠粘結固定在玻璃管上, 固膠部位燈帶上的LED燈珠出現發黃變暗現象。失效燈珠封裝膠的材質為硅橡膠, 使用SEM&EDS 測試封裝膠的元素成分, 發現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 燈具后在倉庫儲存時, 發生了色溫漂移失效, 失效LED 燈珠的封裝膠由橙色變為淺黃色, 對其進行I-V 特性測試, 發現燈珠可以正常點亮, 且I-V 曲線正常, 只是出光亮度發生改變。取一些失效燈珠, 以機械開封方式取出封裝膠, 發現支架表面均殘留有透明顆粒物, 使用SEM&EDS 測試顆粒物成分, 結果顯示其含有高含量的鍶(Sr) 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, 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。通過測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 燈珠的失效原因為所使用的硅酸鹽熒光粉沉降到了封裝膠底部及支架表層, 致使因光折射規律不一致而發生色散現象, 導致色溫漂移, 同時發生燈珠變色現象。


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