LED片式COB光源出現(xiàn)黑化失效的情況,其原因與材料、工藝以及環(huán)境等諸多方面因素緊密相關(guān)。以下是對此進行的綜合性分析:
苯基類熒光膠結(jié)構(gòu)分解:相關(guān)研究顯示,對黑化區(qū)域展開組分分析后可知,熒光膠局部發(fā)生碳化是造成該現(xiàn)象的直接原因。借助掃描電鏡(SEM)以及能譜儀(EDS)進行檢測發(fā)現(xiàn),苯基類熒光膠在處于高溫環(huán)境或者長期使用過程中,其苯環(huán)結(jié)構(gòu)有可能產(chǎn)生裂解,進而引發(fā)碳化發(fā)黑的狀況。
有限元模擬予以驗證:通過模擬實驗進一步證實了這一情況,即熒光膠的熱穩(wěn)定性欠佳會致使局部溫度過高,從而加快碳化的進程。
原材料存在的潛在問題:LED光源所涉及的六大核心材料,包括芯片、支架、固晶膠、鍵合線、熒光粉以及封裝膠等,倘若其中存在缺陷,就極有可能引發(fā)局部高溫現(xiàn)象。例如,當固晶膠的導(dǎo)熱性能較差,或者鍵合線的接觸狀況不佳時,會導(dǎo)致熱阻增大,使得熱量不斷累積,最終出現(xiàn)碳化發(fā)黑的問題。
封裝工藝存在的不足之處:在COB封裝流程中,像固晶、打線、灌膠等關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié),如果控制不當,就可能會產(chǎn)生微裂紋或者氣隙,這些都會對散熱效果產(chǎn)生不利影響,進而加劇局部高溫的情況。
鍍銀層遭受腐蝕:LED支架表面的鍍銀層一旦接觸到含有硫、氯或者溴的氣體,比如硫化氫以及酸性氮化物等,就會生成硫化銀、鹵化銀等呈現(xiàn)黑色的化合物。而且,此類失效情況在燈具的生產(chǎn)、存儲以及實際使用過程中都有發(fā)生的可能。
環(huán)境因素導(dǎo)致的滲透問題:含硫/氯/溴的氣體有可能會通過硅膠或者支架的縫隙滲入到光源內(nèi)部,尤其是在密封性能較差的燈具中,這種情況發(fā)生的可能性更高。
燈具熱管理出現(xiàn)失效:COB光源的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計若不合理,比如基板的導(dǎo)熱系數(shù)較低、散熱面積不充足等情況,又或者驅(qū)動電源發(fā)熱過高,都會導(dǎo)致光源長時間處于高溫狀態(tài),加速材料的老化以及碳化進程。
回流焊過程中的缺陷:在焊接過程中,如果溫度控制不當,就有可能引入熱應(yīng)力,這會進一步加劇封裝膠與基板之間的熱膨脹系數(shù)差異,從而導(dǎo)致應(yīng)力集中以及局部高溫的情況出現(xiàn)。
解決與預(yù)防措施
優(yōu)化材料選?。哼x用熱穩(wěn)定性更優(yōu)的熒光膠,例如非苯基類材料,同時要確保封裝膠與基板的熱膨脹系數(shù)相互匹配。
改進工藝操作:嚴格把控固晶、焊線等工藝的參數(shù),避免因機械應(yīng)力造成損傷以及焊接不良的情況;提升封裝的氣密性,減少外界環(huán)境污染物滲透的可能性。
強化散熱設(shè)計:對燈具的散熱結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,比如采用高導(dǎo)熱的基板,并且合理規(guī)劃驅(qū)動電源的功率大小以及布局安排。
加強環(huán)境管控:在生產(chǎn)以及存儲環(huán)節(jié),要避免與硫、氯等腐蝕性氣體接觸,同時通過氣密性檢測來篩選出不合格的產(chǎn)品。
綜上所述,LED片式COB光源的黑化失效是由多種因素共同作用的結(jié)果,需要從材料、工藝以及環(huán)境等多個維度進行系統(tǒng)性的優(yōu)化,以此來提升產(chǎn)品的可靠性。
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