2023-12-29
Les trois principales raisons de la décoloration des perles LED sont 6 cas
Les trois principales raisons de la décoloration des perles LED sont 6 cas
La fiabilité des produits LED est de plus en plus préoccupée par les fabricants et les utilisateurs. En tant que composant de base du produit, la qualité des perles LED affecte directement la fiabilité des produits LED et se produit souvent dans des applications pratiques en raison de la défaillance des perles LED entraînant des anomalies fonctionnelles ou même une défaillance complète du produit fini. Ces dernières années, une série de problèmes de fiabilité tels que la dérive de la température de couleur, la réduction du flux lumineux et un mauvais effet de lumière se sont accrus en raison de la décoloration des perles de lampe, ce qui a causé de graves pertes économiques à de nombreux fabricants et utilisateurs de produits LED. Cet article analyse la cause première de la défaillance de décoloration des perles de lampe LED à travers plusieurs cas de défaillance.
Raisons de décoloration des perles LED, raisons de colle d'emballage
(1) Corps étrangers résiduels dans la colle d'emballage
L’apparence du cordon de lampe défaillante présente une décoloration et une noirceur locales. Lorsque l’encapsulation a été découverte, un corps étranger noir a été trouvé mélangé à l’encapsulation. L'analyse de la composition du corps étranger a été réalisée par SEM et spectromètre à dispersion d'énergie (SEM&EDS) [5-6], et il a été confirmé que les principaux composants du corps étranger étaient l'aluminium (Al), le carbone (C), l'oxygène ( O), et une petite quantité d’éléments d’impuretés étaient également contenus. Les résultats des tests sont présentés dans la figure ci-dessous. Combiné avec le contexte d'échec des commentaires des utilisateurs, on peut voir que le corps étranger a été introduit dans le processus d'emballage.
(2) L'adhésif de l'emballage est érodé par les produits chimiques et une décoloration colloïdale se produit
Le produit défectueux est la lampe à tube lumineux en verre, et la bande de lampe LED interne est fixée sur le tube de verre à l'aide de caoutchouc de silicone monocomposant durcissant à température ambiante. La perle de lampe LED sur la ceinture de lampe de la partie adhésive solide apparaît comme un phénomène jaune et sombre. SEM&EDS a été utilisé pour tester la composition des éléments de l'adhésif d'encapsulation des billes de lampe défaillant, et il a été constaté que plus de soufre (S) a été détecté que celui de l'adhésif d'encapsulation des billes de lampe normale.
Habituellement, le soufre, le disulfure et le polysulfure organiques et d'autres substances contenant du soufre peuvent être utilisés comme agents de vulcanisation, de sorte que la réaction de réticulation de vulcanisation du caoutchouc, de sorte que la structure du caoutchouc change, montrant une couleur jaune et foncée, un phénomène d'augmentation de la température de décomposition thermique.
Selon la température de décomposition thermique du test TGA du gel d'encapsulation des perles de lampe, la température de l'adhésif d'encapsulation des perles de lampe défaillant à une perte de poids de 2 %, 5 %, 10 %, 15 % et 20 % est supérieure de plus de 25 ℃ à celle la température du même lot de bon adhésif d'encapsulation de produit avec la même perte de poids. La courbe de décomposition thermique de l'adhésif d'emballage est représentée par la figure suivante. Il a été confirmé que la température de décomposition thermique des adhésifs d’emballage augmentait en raison de la réticulation par vulcanisation. L'ICPOES a été utilisé pour analyser plus en détail la composition chimique du caoutchouc de silicone durci à un composant fixe, qui contenait environ 400 ppm de soufre (S).
On peut voir que la raison des perles de lampe LED jaunes et foncées est que le gaz contenant du soufre (S) volatilisé par le caoutchouc de silicone monocomposant durcissant à température ambiante utilisé pour le collage et la fixation dans le tube de lampe en verre s'introduit dans l'emballage LED. colle pendant le processus de durcissement, ce qui fait que la colle d'emballage subit une réaction de réticulation de vulcanisation supplémentaire, et la réticulation de revulcanisation fait jaunir et s'assombrir les colloïdes d'emballage. L'utilisateur ultérieur a opté pour le tube de lampe en plastique sans utiliser de caoutchouc de silicone durci à un seul composant, et il n'y a eu aucun phénomène de décoloration des perles de lampe.
Par conséquent, les fabricants de LED doivent considérer la correspondance entre les différents matériaux utilisés dans la conception et la fabrication des produits, afin d'éviter les problèmes de fiabilité ultérieurs causés par l'incompatibilité des matériaux.
Habituellement, le soufre, le disulfure et le polysulfure organiques et d'autres substances contenant du soufre peuvent être utilisés comme agents de vulcanisation, de sorte que la réaction de réticulation de vulcanisation du caoutchouc, de sorte que la structure du caoutchouc change, montrant une couleur jaune et foncée, un phénomène d'augmentation de la température de décomposition thermique.
Selon la température de décomposition thermique du test TGA du gel d'encapsulation des perles de lampe, la température de l'adhésif d'encapsulation des perles de lampe défaillant à une perte de poids de 2 %, 5 %, 10 %, 15 % et 20 % est supérieure de plus de 25 ℃ à celle la température du même lot de bon adhésif d'encapsulation de produit avec la même perte de poids. La courbe de décomposition thermique de l'adhésif d'emballage est représentée par la figure suivante. Il a été confirmé que la température de décomposition thermique des adhésifs d’emballage augmentait en raison de la réticulation par vulcanisation. L'ICPOES a été utilisé pour analyser plus en détail la composition chimique du caoutchouc de silicone durci à un composant fixe, qui contenait environ 400 ppm de soufre (S).
On peut voir que la raison des perles de lampe LED jaunes et foncées est que le gaz contenant du soufre (S) volatilisé par le caoutchouc de silicone monocomposant durcissant à température ambiante utilisé pour le collage et la fixation dans le tube de lampe en verre s'introduit dans l'emballage LED. colle pendant le processus de durcissement, ce qui fait que la colle d'emballage subit une réaction de réticulation de vulcanisation supplémentaire, et la réticulation de revulcanisation fait jaunir et s'assombrir les colloïdes d'emballage. L'utilisateur ultérieur a opté pour le tube de lampe en plastique sans utiliser de caoutchouc de silicone durci à un seul composant, et il n'y a eu aucun phénomène de décoloration des perles de lampe.
Par conséquent, les fabricants de LED doivent considérer la correspondance entre les différents matériaux utilisés dans la conception et la fabrication des produits, afin d'éviter les problèmes de fiabilité ultérieurs causés par l'incompatibilité des matériaux.
La décoloration des perles LED est la deuxième raison, la sédimentation du phosphore
Lorsque les perles de lampe sont assemblées en lampes LED et stockées dans l'entrepôt, une défaillance de dérive de température de couleur se produit et l'adhésif d'emballage des perles de lampe LED défectueuses passe de l'orange au jaune clair. Le test caractéristique IV est effectué dessus, et il s'avère que les perles de la lampe peuvent être allumées normalement et que la courbe IV est normale, mais la luminosité change. Certaines billes de lampe défaillantes ont été prélevées et l'adhésif d'encapsulation a été retiré par ouverture mécanique. Il a été constaté que des particules transparentes restaient à la surface de l'échafaudage. SEM&EDS a été utilisé pour tester la composition des particules et les résultats ont montré qu'elles contenaient une teneur élevée en strontium (Sr). Des teneurs élevées en éléments strontium (Sr) et baryum (Ba) ont également été détectées sur la surface de contact entre l'adhésif d'emballage et le support.
En revanche, après l'ouverture de la perle de lampe de bon produit, la surface de l'échafaudage est relativement propre, le composant principal de la surface est de l'argent (Ag) et une petite quantité d'élément carbone (C), et pas de strontium (Sr) aucun élément de strontium (Sr) et de baryum (Ba) n'est détecté sur la surface de contact de l'adhésif d'emballage et de l'échafaudage. En testant la composition de la section transversale du produit défectueux et de l'adhésif d'emballage des perles de lampe du bon produit, on sait que la composition du phosphore utilisé dans les deux est la même. Ce sont des phosphores mixtes de grenat d'yttrium et d'aluminium (principalement composé d'oxygène (O), d'aluminium (Al) et d'yttrium (Y)) et de silicate de baryum et de strontium (principalement composé de carbone (C), d'oxygène (O), de silicium (Si), strontium (Sr), baryum (Ba) et calcium (Ca).
Par conséquent, la raison de la défaillance des perles de lampe LED est que le phosphore silicaté utilisé s'est déposé au fond de l'adhésif d'emballage et sur la surface du support, entraînant une dispersion due à des lois de réfraction de la lumière incohérentes, entraînant une dérive de la température de couleur, et le phénomène de décoloration des perles de lampe.
En revanche, après l'ouverture de la perle de lampe de bon produit, la surface de l'échafaudage est relativement propre, le composant principal de la surface est de l'argent (Ag) et une petite quantité d'élément carbone (C), et pas de strontium (Sr) aucun élément de strontium (Sr) et de baryum (Ba) n'est détecté sur la surface de contact de l'adhésif d'emballage et de l'échafaudage. En testant la composition de la section transversale du produit défectueux et de l'adhésif d'emballage des perles de lampe du bon produit, on sait que la composition du phosphore utilisé dans les deux est la même. Ce sont des phosphores mixtes de grenat d'yttrium et d'aluminium (principalement composé d'oxygène (O), d'aluminium (Al) et d'yttrium (Y)) et de silicate de baryum et de strontium (principalement composé de carbone (C), d'oxygène (O), de silicium (Si), strontium (Sr), baryum (Ba) et calcium (Ca).
Par conséquent, la raison de la défaillance des perles de lampe LED est que le phosphore silicaté utilisé s'est déposé au fond de l'adhésif d'emballage et sur la surface du support, entraînant une dispersion due à des lois de réfraction de la lumière incohérentes, entraînant une dérive de la température de couleur, et le phénomène de décoloration des perles de lampe.
Trois raisons de décoloration des perles LED, raisons de support
(1) Des corps étrangers contaminent le stent
Un côté du cordon de lampe de défaillance est décoloré et la surface du support au niveau de la partie décolorée peut être vue une fois l'adhésif d'encapsulation découvert. Le test de composition élémentaire du corps étranger montre que ses principaux composants sont l'étain (Sn) et le plomb (Pb).
Le plastique blanc autour de la partie décolorée des perles de la lampe a été découvert, et des composants d'étain (Sn) et de plomb (Pb) ont également été détectés sur la surface du support en contact avec le plastique blanc. Parce que le support de la partie recouverte de corps étranger est relié à la broche sur un côté du cordon de lampe, et la broche est soudée avec du plomb en étain. Évidemment, si la broche de la perle de lampe est fixée avec un excès de pâte à souder lors du montage en surface, la soudure fondue grimpera le long de la broche jusqu'à la surface du support qui y est connecté lors du soudage, formant une couche de recouvrement.
Par conséquent, la raison de la défaillance du cordon de lampe LED dans ce cas est que lorsque le cordon de lampe LED est assemblé et soudé, la soudure à la position de soudage de la broche pénètre dans la surface du support, formant un revêtement, ce qui provoque le perle de lampe à décolorer.
Le plastique blanc autour de la partie décolorée des perles de la lampe a été découvert, et des composants d'étain (Sn) et de plomb (Pb) ont également été détectés sur la surface du support en contact avec le plastique blanc. Parce que le support de la partie recouverte de corps étranger est relié à la broche sur un côté du cordon de lampe, et la broche est soudée avec du plomb en étain. Évidemment, si la broche de la perle de lampe est fixée avec un excès de pâte à souder lors du montage en surface, la soudure fondue grimpera le long de la broche jusqu'à la surface du support qui y est connecté lors du soudage, formant une couche de recouvrement.
Par conséquent, la raison de la défaillance du cordon de lampe LED dans ce cas est que lorsque le cordon de lampe LED est assemblé et soudé, la soudure à la position de soudage de la broche pénètre dans la surface du support, formant un revêtement, ce qui provoque le perle de lampe à décolorer.
(2) Soutenir la corrosion
La partie centrale du cordon de lampe LED défectueux était décolorée et noire. Après ouverture de la perle, elle a été observée au microscope optique et la surface de l’ensemble du support s’est avérée significativement noire. SEM&EDS a été utilisé pour tester la composition du support noirci, et les résultats ont montré qu'en plus de la composition normale du matériau, le support noirci avait également une teneur élevée en élément soufre (S) corrosif. La couche d’argent locale à la surface de l’échafaudage présentait également une morphologie de corrosion lâche.
Habituellement, les perles de lampe à LED dans le processus de production, en raison du matériau lui-même impur ou de la pollution du processus et d'autres raisons d'introduire du soufre (S), du chlore (Cl) et d'autres éléments corrosifs, dans certaines conditions (telles que haute température, résidus de vapeur d'eau, etc.), son support métallique est sujet à la corrosion, ce qui entraîne une décoloration des perles de lampe, des fuites et d'autres phénomènes de défaillance.
Habituellement, les perles de lampe à LED dans le processus de production, en raison du matériau lui-même impur ou de la pollution du processus et d'autres raisons d'introduire du soufre (S), du chlore (Cl) et d'autres éléments corrosifs, dans certaines conditions (telles que haute température, résidus de vapeur d'eau, etc.), son support métallique est sujet à la corrosion, ce qui entraîne une décoloration des perles de lampe, des fuites et d'autres phénomènes de défaillance.
(3) Mauvaise qualité du revêtement support
Les perles de lampe LED apparaissent décolorées et noires après le vieillissement, et le taux de défaillance peut atteindre 30 %.
Après avoir retiré la colle d'encapsulation sur la surface du cordon de la lampe, il a été constaté que le revêtement argenté sur la surface du support perdait sa luminosité d'origine et présentait une couleur grise. Le MEB a été utilisé pour observer la microstructure de surface du support, et il a été constaté que la couche d'argent de la surface de support de la perle de lampe LED défaillante était lâche et qu'il y avait plus de trous que celle du support semi-fini non assemblé. Les échafaudages semi-finis et les LED défaillantes ont été transformés en tranches et la qualité du revêtement de leurs sections a été observée. Il a été constaté que la structure de revêtement des échafaudages était en cuivre nickelé puis argenté. Par rapport aux échafaudages semi-finis, le revêtement de nickel des échafaudages défaillants est devenu plus fin, la couche d'argent de surface s'est lâche et la limite du revêtement de nickel-argent est devenue floue. L'AES a été utilisé pour tester la composition de la surface peu profonde du support LED défaillant, et du nickel (Ni) y a été trouvé. Les résultats des tests sont présentés ci-dessous. Il est clair que le revêtement de nickel s'est étendu à la surface de la couche d'argent. Il est conclu que la raison de la décoloration de la perle de la lampe LED est le mauvais revêtement du support utilisé, la couche d'argent se détache après le vieillissement et la couche de nickel se diffuse à la surface de la couche d'argent à travers les trous de la couche d'argent, ce qui entraîne dans le noircissement de la couche d'argent et la décoloration des perles de lampe.
Après avoir retiré la colle d'encapsulation sur la surface du cordon de la lampe, il a été constaté que le revêtement argenté sur la surface du support perdait sa luminosité d'origine et présentait une couleur grise. Le MEB a été utilisé pour observer la microstructure de surface du support, et il a été constaté que la couche d'argent de la surface de support de la perle de lampe LED défaillante était lâche et qu'il y avait plus de trous que celle du support semi-fini non assemblé. Les échafaudages semi-finis et les LED défaillantes ont été transformés en tranches et la qualité du revêtement de leurs sections a été observée. Il a été constaté que la structure de revêtement des échafaudages était en cuivre nickelé puis argenté. Par rapport aux échafaudages semi-finis, le revêtement de nickel des échafaudages défaillants est devenu plus fin, la couche d'argent de surface s'est lâche et la limite du revêtement de nickel-argent est devenue floue. L'AES a été utilisé pour tester la composition de la surface peu profonde du support LED défaillant, et du nickel (Ni) y a été trouvé. Les résultats des tests sont présentés ci-dessous. Il est clair que le revêtement de nickel s'est étendu à la surface de la couche d'argent. Il est conclu que la raison de la décoloration de la perle de la lampe LED est le mauvais revêtement du support utilisé, la couche d'argent se détache après le vieillissement et la couche de nickel se diffuse à la surface de la couche d'argent à travers les trous de la couche d'argent, ce qui entraîne dans le noircissement de la couche d'argent et la décoloration des perles de lampe.
Dans de nombreux cas de défaillance de décoloration des LED, la proportion de défaillance causée par la décoloration ou la corrosion du support est la plus élevée. Par conséquent, les fabricants de LED ou de supports doivent prendre certaines mesures pour éviter toute défaillance du produit :
1, choisissez une bonne qualité, résistance à la corrosion du substrat de support ;
2, prendre les conditions appropriées du processus de placage pour assurer la formation d'un grain fin, d'une structure dense du revêtement, d'une épaisseur de revêtement uniforme et répondre aux exigences de protection ;
3. Pour le support avec revêtement de surface argenté, un processus efficace de protection de l'argent est sélectionné pour améliorer la capacité anti-décoloration du support argenté ;
4, dans le processus de production et d'assemblage des LED, il convient d'empêcher l'introduction de pollution étrangère ou de substances corrosives, de garantir que l'emballage des LED est étanche, de réduire les risques de corrosion diverses causées par l'intrusion de vapeur d'eau et d'oxygène dans le environnement.
1, choisissez une bonne qualité, résistance à la corrosion du substrat de support ;
2, prendre les conditions appropriées du processus de placage pour assurer la formation d'un grain fin, d'une structure dense du revêtement, d'une épaisseur de revêtement uniforme et répondre aux exigences de protection ;
3. Pour le support avec revêtement de surface argenté, un processus efficace de protection de l'argent est sélectionné pour améliorer la capacité anti-décoloration du support argenté ;
4, dans le processus de production et d'assemblage des LED, il convient d'empêcher l'introduction de pollution étrangère ou de substances corrosives, de garantir que l'emballage des LED est étanche, de réduire les risques de corrosion diverses causées par l'intrusion de vapeur d'eau et d'oxygène dans le environnement.
