在生產使用LED產品的過程中,我們經常會遭遇“產品硫化導致產品失效”等問題,這些問題給客戶和生產廠家都帶來一定損失,可以說,封裝廠商幾乎是談硫色變。今天,我們來談一談“如何正確認識LED硫化”的問題。
1、什麼是LED硫化現象?
LED硫化現象,指的是由於環境中的硫(S)元素在一定溫度與溼度條件下,其中-2價的硫與+1價的銀髮生化學反應生成黑色Ag2 S的過程。銀對硫有很強的親和力,加熱時可以與硫直接化合成Ag2 S。
硫化反應方程式:2Ag+S Ag2 S
2、LED硫化現象產品會發生什麼變化?
出現硫化反應後,產品功能區會黑化,光通量會逐漸下降,色溫出現明顯漂移。
3、LED硫化一般發生在什麼時候?
對於封裝企業而言,它們往往接獲到的資訊都是產品失效,基本都是客戶端已經發生硫化異常後的資訊反饋。透過與客戶瞭解和現場勘察確認,我們發現,硫化異常有兩種途徑:一是出現在客戶端通電老化與儲存過程中;二是在客戶端過迴流焊流後。
4、LED硫化一般發生在什麼產品上?
透過市場及客戶端調查,可以發現,發生LED硫化的產品一般為TOP LED,而與選擇什麼晶片無關。TOP LED氣密效能受制於外殼材質、外封膠體與外殼結核效能。
目前,TOP系列白光LED為達到有效散熱效果,降低光衰率,普遍採用高分子有機矽、矽樹脂作為密封膠,而矽膠具有透氧透溼性,在耐高溫方面儘管優於環氧樹脂,但密封性不佳。這就出現了當TOP LED與含硫物質接觸時,硫元素極易滲入LED支架功能區,從而發生鍍銀層被硫化的現象。
5、LED硫化現象中的硫從何而來?
a、電源:LED內建電源裡含有二、三十種原物料,電源發熱時,這些物料會揮發出含硫\氯\溴氣體,它們與含氮水汽結合時,會生成腐蝕性的有害氣體,對LED造成腐蝕;
b、PCB板:市面上生產的線路板均有一定含量的硫元素殘留,儘管PCB線路板生產廠家在製程工藝中會清洗板材,消除含硫化學溶劑的殘留,但普通的生產工藝較難完全清洗乾淨;
c、含硫橡膠的電源線以及橡膠類的絕緣包裝塑膠;
d、含鹵素阻燃劑物料:印刷線路板、外殼、塑膠、鋁基板絕緣層:PBB、PBDE、TBBP-A、PCB、六溴十二烷、三溴苯酚、短鏈氯化石蠟等鹵素化合物經常作為阻燃劑,應用於印刷線路板、外殼、塑膠等物料。這些物料受熱到一定溫度時,會揮發出含滷氣體,含滷氣體與含氮水汽結合時,會生成腐蝕性的有害氣體,對LED造成腐蝕;
e、錫膏助焊劑:助焊劑裡的活化劑成分通常含有少數鹵素或有機酸成分,而鹵素通常使用的是溴/氯,能使銀變成黑色溴化銀/氯化銀;
f、油墨:PCB板上的綠油、鋁基板上的白油、字元、燈具和散熱器上的油漆都可能含硫。
6、 如何預防LED硫化問題的發生?
a、由於矽膠具有透氧透溼特性,封裝企業應從產品工藝上選用分子間隙小、氣密性好、抗硫化能力高的矽樹脂作為封裝膠水;
b、應用端需要對PCB板硫含量進行控制;
c、由於硫在高溫狀態下較為活躍,應用端在進行表面貼裝工藝前,可預先將PCB板過一次高溫迴流後再做表面清潔處理;
d、選用不含硫的表面清潔材料及輔料;
e、LED元件、LED應用產品避免與含硫物質存放在同一空間環境。
總之,只要正確地認識LED硫化現象,並且注意規避,LED硫化問題將最終得到有效解決。
在生產使用LED產品的過程中,我們經常會遭遇“產品硫化導致產品失效”等問題,這些問題給客戶和生產廠家都帶來一定損失,可以說,封裝廠商幾乎是談硫色變。今天,我們來談一談“如何正確認識LED硫化”的問題。
1、什麼是LED硫化現象?
LED硫化現象,指的是由於環境中的硫(S)元素在一定溫度與溼度條件下,其中-2價的硫與+1價的銀髮生化學反應生成黑色Ag2 S的過程。銀對硫有很強的親和力,加熱時可以與硫直接化合成Ag2 S。
硫化反應方程式:2Ag+S Ag2 S
2、LED硫化現象產品會發生什麼變化?
出現硫化反應後,產品功能區會黑化,光通量會逐漸下降,色溫出現明顯漂移。
3、LED硫化一般發生在什麼時候?
對於封裝企業而言,它們往往接獲到的資訊都是產品失效,基本都是客戶端已經發生硫化異常後的資訊反饋。透過與客戶瞭解和現場勘察確認,我們發現,硫化異常有兩種途徑:一是出現在客戶端通電老化與儲存過程中;二是在客戶端過迴流焊流後。
4、LED硫化一般發生在什麼產品上?
透過市場及客戶端調查,可以發現,發生LED硫化的產品一般為TOP LED,而與選擇什麼晶片無關。TOP LED氣密效能受制於外殼材質、外封膠體與外殼結核效能。
目前,TOP系列白光LED為達到有效散熱效果,降低光衰率,普遍採用高分子有機矽、矽樹脂作為密封膠,而矽膠具有透氧透溼性,在耐高溫方面儘管優於環氧樹脂,但密封性不佳。這就出現了當TOP LED與含硫物質接觸時,硫元素極易滲入LED支架功能區,從而發生鍍銀層被硫化的現象。
5、LED硫化現象中的硫從何而來?
a、電源:LED內建電源裡含有二、三十種原物料,電源發熱時,這些物料會揮發出含硫\氯\溴氣體,它們與含氮水汽結合時,會生成腐蝕性的有害氣體,對LED造成腐蝕;
b、PCB板:市面上生產的線路板均有一定含量的硫元素殘留,儘管PCB線路板生產廠家在製程工藝中會清洗板材,消除含硫化學溶劑的殘留,但普通的生產工藝較難完全清洗乾淨;
c、含硫橡膠的電源線以及橡膠類的絕緣包裝塑膠;
d、含鹵素阻燃劑物料:印刷線路板、外殼、塑膠、鋁基板絕緣層:PBB、PBDE、TBBP-A、PCB、六溴十二烷、三溴苯酚、短鏈氯化石蠟等鹵素化合物經常作為阻燃劑,應用於印刷線路板、外殼、塑膠等物料。這些物料受熱到一定溫度時,會揮發出含滷氣體,含滷氣體與含氮水汽結合時,會生成腐蝕性的有害氣體,對LED造成腐蝕;
e、錫膏助焊劑:助焊劑裡的活化劑成分通常含有少數鹵素或有機酸成分,而鹵素通常使用的是溴/氯,能使銀變成黑色溴化銀/氯化銀;
f、油墨:PCB板上的綠油、鋁基板上的白油、字元、燈具和散熱器上的油漆都可能含硫。
6、 如何預防LED硫化問題的發生?
a、由於矽膠具有透氧透溼特性,封裝企業應從產品工藝上選用分子間隙小、氣密性好、抗硫化能力高的矽樹脂作為封裝膠水;
b、應用端需要對PCB板硫含量進行控制;
c、由於硫在高溫狀態下較為活躍,應用端在進行表面貼裝工藝前,可預先將PCB板過一次高溫迴流後再做表面清潔處理;
d、選用不含硫的表面清潔材料及輔料;
e、LED元件、LED應用產品避免與含硫物質存放在同一空間環境。
總之,只要正確地認識LED硫化現象,並且注意規避,LED硫化問題將最終得到有效解決。