發光二極管封裝膠可能出現異常情況

發布時間：

2024-01-27 10:00

發光二極管封裝膠是可能出現的異常

因高可靠性與一致的顯色性，LED技術成為了當今照明領域中的主流技術，但高可靠性并不意味著發光二極管不會損壞，在實際應用中LED燈珠還是會出現變色問題。本文針對以下兩點講解了發光二極管在封裝膠時可能出現的異常
封裝膠受化學物質侵蝕發生膠體變色

通過TGA測試LED燈珠封裝膠體的熱分解溫度可知，失效發光二極管封裝膠在失重2%、5%、10%、15%和20%時的溫度均比同批次良品封裝膠相同失重量的溫度高出25℃以上，封裝膠熱分解證實了封裝膠因發生硫化交聯導致其熱分解溫度升高的現象。使用ICPOES進一步對起固定作用的單組份固化硅橡膠進行化學成分分析，檢出其中含有約400ppm的硫（S）元素。
這種情況一般發生在玻璃光管燈當中。內部的發光二極管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LED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，通常硫磺、有機二硫化物和多硫化物等含硫物質可以作為硫化劑，使橡膠發生硫化交聯反應，從而使橡膠的結構改變，呈現出顏色發黃變暗、熱分解溫度升高的現象。
通過分析得知，LED燈珠發黃的主要原因是由于化學氣體的揮發導致的，玻璃燈管內粘結固定用的單組份室溫固化硅橡膠在固化過程中揮發出的含硫（S）的氣體侵入到了LED封裝膠中，使封裝膠發生了進一步的硫化交聯反應，而再次硫化交聯導致封裝膠體變黃變暗。
改用未使用單組份固化硅橡膠的塑料燈管則未出現燈珠變色的現象。因此，發光二極管在產品設計選材和制造時應考慮LED燈珠各部件所用不同材料相互間的匹配性，避免因材料的不兼容而導致后續出現可靠性問題。
一般來說，如果是因封裝膠中存留的外來物引起的LED燈珠異常，會導致LED燈珠的外觀呈現黑色。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，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，測試結果結合用戶反饋的失效背景得知，該異物是在封裝過程中引入的。

發光二極管,LED燈珠