Causas de la decoloración de las perlas de las lámparas LED
ED es un diodo emisor de luz, que es un dispositivo emisor de luz de estado sólido semiconductor que convierte la energía eléctrica en energía luminosa. Su núcleo es una unión PN. Además de las características de conducción directa, corte inverso y ruptura de una unión PN general, bajo ciertas condiciones, también tiene propiedades luminosas. La figura 1 es un diagrama de apariencia representativa de una perla de lámpara LED blanca 3528 producida por una empresa. Su estructura incluye principalmente las siguientes partes: cables, soportes, pegamento de embalaje, cables de unión, chips LED, pegamento de unión y fósforos. La falla de decoloración de las perlas de las lámparas LED está estrechamente relacionada con su material, estructura, proceso de empaque y condiciones de uso. A continuación se analizarán los motivos de su decoloración a través de casos concretos.
La razón del encapsulante
1. Material extraño residual en el encapsulante
La apariencia de las perlas de la lámpara que fallaron mostró decoloración local y ennegrecimiento, como se muestra en la Figura 2. Cuando se destapó el encapsulante, se encontró que había una materia extraña negra mezclada en el encapsulante. Los componentes de la materia extraña se analizaron mediante un microscopio electrónico de barrido y un espectrómetro de dispersión de energía (SEM&EDS) para confirmar que sus componentes principales eran elementos de aluminio (Al), carbono (C), oxígeno (O), y también contiene una pequeña cantidad de elementos de impureza, los resultados de la prueba se muestran en la Figura 3. En combinación con los antecedentes de falla informados por el usuario, se puede ver que la materia extraña se introdujo durante el proceso de empaque.
2. El encapsulante es erosionado por sustancias químicas y se produce una decoloración coloidal.
El producto fallido es una lámpara de tubo de luz de vidrio. La tira de luz LED interna está unida y fijada en el tubo de vidrio con caucho de silicona de curado a temperatura ambiente de un componente. Las perlas de la lámpara LED en la tira de luz en la parte de pegamento sólido se vuelven amarillas y se oscurecen. El material del encapsulante de la perla de la lámpara fallida es caucho de silicona. Se usó SEM&EDS para probar la composición de elementos del encapsulante, y se encontró que se detectaron más elementos de azufre (S) que el encapsulante de perla de lámpara normal. Los resultados de la prueba se muestran en la Figura 4.
Por lo general, las sustancias que contienen azufre, como el azufre, los disulfuros orgánicos y los polisulfuros, se pueden usar como agentes de vulcanización para hacer que el caucho experimente una reacción de vulcanización y reticulación, cambiando así la estructura del caucho, mostrando el fenómeno de amarillamiento y oscurecimiento en color y un aumento en la temperatura de descomposición térmica. . A través de la prueba TGA de la temperatura de descomposición térmica del encapsulante de la perla de la lámpara, se puede ver que la temperatura del encapsulante de la perla de la lámpara fallida con una pérdida de peso del 2 por ciento, 5 por ciento, 10 por ciento, 15 por ciento y 20 por ciento es más alta que la del mismo lote de buen encapsulante. Por encima de 25 grados, la curva de descomposición térmica del encapsulante se muestra en la Figura 5, lo que confirma que la temperatura de descomposición térmica del encapsulante aumenta debido a la vulcanización y la reticulación. El análisis de composición química del caucho de silicona curado de un componente inmovilizado fue llevado a cabo por ICPOES y se encontró que contenía alrededor de 400 ppm de elemento azufre (S).
Se puede ver que la razón del amarillamiento y oscurecimiento de las perlas de la lámpara LED es que el gas que contiene azufre (S) se volatiliza durante el proceso de curado del caucho de silicona de curado a temperatura ambiente de un solo componente que se usa para unir y fijar en la lámpara de vidrio. el tubo se entromete en el encapsulante LED. , el encapsulante experimenta una reacción adicional de vulcanización y reticulación, y la revulcanización y la reticulación hacen que el encapsulante se vuelva amarillo y oscuro. Los usuarios posteriores cambiaron a lámparas de plástico que no usaban caucho de silicona curado de un componente y no apareció decoloración de las perlas de la lámpara. Por lo tanto, los fabricantes de LED deben considerar la compatibilidad de los diferentes materiales utilizados en varias partes del producto al seleccionar los materiales para el diseño y la fabricación del producto, a fin de evitar problemas de confiabilidad posteriores causados por la incompatibilidad de materiales.
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