贴片LED灯珠发黑原因解析

 

     贴片LED灯珠焊接完成后会发生底部发黄、发黑，荧光胶变得透明，光通量下降严重，色温上升。不良比例从1－10%不等。这是业界俗称的LED硫化现象。但没有听到最终的解决方案。

       

    其原理是：因为贴片LED灯珠的支架是在铜的基材上镀银（银层会起到发亮，反射光的作用），LED在高温焊接时，碰到了硫或硫蒸气，而贴片LED灯珠，在高温时如果气密性不是特别好，则会造成支架上的银层与硫发生化学反应Ag+S＝AgS↓，形成AgS ,视反应量的多少，其颜色为黄色或黑色不等。最严重的银层都反应完，金丝断裂，造成LED灯珠开路。

       

 

    而硫从何而来，我们从问题客户那取了很多的物质进行化学元素鉴定，结果发现：送检的物质中，PCB板、锡膏、洗板水、其它灌充胶均有存在硫元素的记录，但也有的厂家送检的物质中，根本就没有硫，那是怎么回事呢？后来经分析，在他们高温回流焊的环境中，空气中硫的成份超标，也会发生上述硫化现象。这也就能解释为何同样的做法，物料没变的情况下，为何上午做有，下午做没有硫化的问题。客户的使用条件具有不确定性，我们也无法去百分之百预测到客户焊接时的条件。而我们了解到灯珠厂商在LED灯珠在出厂前，都经历了80－150度左右的高温烘烤，均不存在硫化的问题。

 

    也就是说LED本身这边没有什么问题。所以很多的工厂面对这个问题，常常是束手无策，但客户用你的LED灯珠，出了问题，只能是找你赔。找不出真正的问题，因此不少LED灯珠工厂只能是选择赔钱或补货了结。我们从LED的制造部分，深层次来分析这个问题：LED灯珠的材料构成包括：晶片，金丝，荧光粉，胶水，支架。我们做过物质成份分析，上述材料存在硫元素的可能性很小。硫元素要从外界进入到支架里面与电镀层发生化学反应，首先得评估的是产品的气密性，而产生气密性问题的两大原因：一是LED支架本身，现在市面上大家都差不多，尽管不好，但还是能用。第二，就只能是胶水了。

 

    再来研究胶水的成份，一般作为LED的灌封胶水，主要有两类，一种是低折射率（通常在1.43左右），甲基性胶水，价格比较低，但透水透气性较强；因此这类胶水发生硫化的机率很高。第二种则是苯基性胶水，折射率较高（通常在1.5以上），价格很贵，因为其分子结构比较复杂，水和气体是很难进入到里面去的，所以防硫化的能力很高。

 

 

    我们可以用一实验来演示LED灯珠的硫化过程：取一只玻璃烧杯，在烧杯中注入半杯硫代硫酸钠溶液（分子式Na2S2O3），将甲基性胶水和苯基性胶水封装的LED各取5PCS分别贴于杯壁上，将烧杯用酒精炉加热，不到3分钟，我们会发现：甲基性胶水封的贴片LED灯珠的荧光胶开始渐渐透明，晶片变得逐渐清晰，LED杯底也开始由黄变黑了。而苯基性胶水封装的LED灯珠没有任何变化。