LED在生產(chǎn)使用過程中經(jīng)常遇產(chǎn)品硫化導(dǎo)致產(chǎn)品失效,給客戶和廠家?guī)碇卮髶p失。特別是SMD LED和大功率LED,在制造過程中都大量的使用硅膠和硅膠改性材料等高分子材料,成為產(chǎn)品硫化的重災(zāi)區(qū)。
LED在生產(chǎn)使用過程中經(jīng)常遇產(chǎn)品硫化導(dǎo)致產(chǎn)品失效,給客戶和廠家?guī)碇卮髶p失。特別是SMD LED和大功率LED,在制造過程中都大量的使用硅膠和硅膠改性材料等高分子材料,成為產(chǎn)品硫化的重災(zāi)區(qū)。如何在制造和使用過程中預(yù)防LED硫化,已經(jīng)成為各個(gè)LED廠家共同面對(duì)的問題。
LED硫化是指由于硫(S),或含硫物質(zhì)在一定的溫度,濕度條件下,其中-2價(jià)的硫與+1價(jià)的銀發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成黑色的硫化銀的過程。由于有機(jī)硅材料封裝的LED產(chǎn)品具有高度透濕透氧的特性,所以LED硫化導(dǎo)致產(chǎn)品失效在此類產(chǎn)品中尤其嚴(yán)重。
LED產(chǎn)品硫化主要發(fā)生在以下環(huán)節(jié)中,*,LED生產(chǎn)過程中。原材料、成品被硫化,是可預(yù)防的,發(fā)生幾率也偏低;第二,SMT過程中。成品被硫化,可預(yù)防,發(fā)生機(jī)率高;第三,使用過程中。成品被硫化,可預(yù)防,發(fā)生機(jī)率高。
1、生產(chǎn)過程中被硫化的預(yù)防
防止LED硫化的*個(gè)環(huán)節(jié)在生產(chǎn)制造過程中。下面以硅材料封裝的SMD舉例說明在生產(chǎn)過程中LED可能被硫化的材料:
?、馘冦y支架被硫化,支架發(fā)黃發(fā)黑失去光澤,固晶工序,可靠性降低;
?、阢y膠被硫化,銀膠發(fā)黑,顏色暗淡,固晶工序,可靠性降低或失效;
?、酃栊再|(zhì)固晶膠被硫化,導(dǎo)致固化阻礙,無法*固化,固晶工序,粘結(jié)力下降或失效;
④硅性質(zhì)點(diǎn)粉膠被硫化、導(dǎo)致固化阻礙,無法*固化,點(diǎn)膠、點(diǎn)粉、封裝工序、產(chǎn)品失效;
?、轃晒夥酆颍瑢?dǎo)致固化阻礙,點(diǎn)粉工序,產(chǎn)品失效。
在生產(chǎn)過程中的硫化現(xiàn)象主要發(fā)生在固晶和點(diǎn)膠封裝工序。發(fā)生硫化的主要是含銀的材料和硅性膜材料。在生產(chǎn)過程中一定要非常注意這兩個(gè)環(huán)節(jié)的硫化預(yù)防。
可能產(chǎn)生硫化污染的主要有:
含硫手套、手指套、含硫口罩、含硫PCB、含硫清洗劑、被硫化的烤箱、被硫化的料盒、夾治具等。
預(yù)防方法是使用:
脫硫手套、手指套、無硫口罩、清洗、脫硫后再使用,無硫清洗劑,獨(dú)立烘烤,設(shè)置無硫烤箱,分開使用,區(qū)分無硫料、盒夾治具。
從以上分析可以看出,在LED生產(chǎn)制造過程中,主要是預(yù)防為主,要防止容易被硫化的原材料(銀材質(zhì)、硅材質(zhì))在生產(chǎn)作業(yè)過程被含硫的工具、夾治具、手套、口罩等含硫材料污染導(dǎo)致硫化。
*預(yù)防措施是在生產(chǎn)過程中,盡量不使用含硫的材料和夾治具以及其它含硫的輔助工具和材料。LED的生產(chǎn)環(huán)境基本上是在全無塵車間,對(duì)環(huán)境中硫的隔絕非常高,只要做好生產(chǎn)中含硫材料、夾治具、輔料的隔離措施,在生產(chǎn)中一般不會(huì)輕易被硫化。
2、SMT過程中被硫化的預(yù)防
在SMT過程中被硫化,是LED產(chǎn)品硫化zui嚴(yán)重的一個(gè)環(huán)節(jié),主要是因?yàn)樵赟MT過程中會(huì)遇到大量含硫的材料,在檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)PCB板、錫膏、洗板水、其它灌充膠均存在硫元素的記錄,在SMT作業(yè)過程中這些材料會(huì)與LED一起進(jìn)回流爐,在回流后放置一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)支架鍍銀部分發(fā)生黑化,主要是含硫的物質(zhì)在回流過程中滲入LED里面,導(dǎo)致銀被硫化,產(chǎn)品失效。
市面上的PCB類產(chǎn)品都不同程度的含硫,盡管PCB廠家在生產(chǎn)制造過程中會(huì)清洗板材來進(jìn)行脫硫處理,但是一股較難*清除干凈。因此,在SMT作業(yè)時(shí),需要對(duì)PCB板含硫量進(jìn)行質(zhì)量管控、一般以PCB銅箔以上含硫量zui高不超過千分之五為上限。
鑒于硫在高溫環(huán)境下比較活躍,在SMT作業(yè)時(shí),可預(yù)先將PCB板過一次高溫回流爐再做一次表面清潔處理,以降低PCB板表面的含硫量。如果工藝不允許,可在SMT前直接進(jìn)行PCB表面清洗。回流完成后還要對(duì)產(chǎn)品表面進(jìn)行一次清洗,通過清洗板面和焊接點(diǎn)降低LED硫化的機(jī)率。在清洗時(shí)需要選擇不含硫和不含其它酸性的清洗劑。
在SMT作業(yè)過程中,要防止使用含硫的材料對(duì)LED造成硫化,還要防止使用被硫化的夾治具和機(jī)器。是分開使用,是建立單獨(dú)的無硫SMT生產(chǎn)線或生產(chǎn)車間、保證在做LED類產(chǎn)品SMT的過程中產(chǎn)品不受硫化污染,
再來研究膠水的成份,一般作為L(zhǎng)ED的灌封膠水,主要有兩類,一種是低折射率(通常在1.43左右),甲基性膠水,價(jià)格比較低,但透水透氣性較強(qiáng),因此這類膠水發(fā)生硫化的機(jī)率很高,第二種則是苯基性膠水,折射率較高(通常在1.5以上)、價(jià)格很貴,因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,水和氣體是很難進(jìn)入到里面去的,防硫化的能力很高。
如果用甲基性膠水封的LED,出廠時(shí)本身就相當(dāng)于攜帶了病根,客戶使用時(shí)遇到滿足任何一個(gè)可以導(dǎo)致LED硫化的條件時(shí),都會(huì)造成其病情激發(fā),導(dǎo)致LED產(chǎn)生硫化。而采用苯基性膠水封裝的LED、本身出廠時(shí)就會(huì)強(qiáng)壯,沒有任何病因攜帶,所以在應(yīng)用時(shí),就不會(huì)產(chǎn)生硫化現(xiàn)象。
3、使用過程中被硫化的預(yù)防
硫是一種非常常見的無味的非金屬,純的硫是黃色的晶體,又稱做硫磺。硫有許多不同的化合價(jià),常見的有-2,0,+4,+6等。在自然界中它經(jīng)常以硫化物或硫酸鹽的形式出現(xiàn),它是多種氨基酸的組成部分,由此是大多數(shù)蛋白質(zhì)的組成部分。
它主要被用在肥料中,也廣泛地被用在火藥、潤(rùn)滑劑、殺蟲劑和抗真菌劑中??捎脕碇圃炝蛩?、亞硫酸鹽、塑料、搪瓷、合成染料、硫化橡膠、漂白劑、藥物、油漆等等。
在生活和生產(chǎn)中,我們無處不在接觸硫和含硫元素的物品,所以我們?cè)谌粘I钪惺褂肔ED產(chǎn)品的時(shí)候需要特別注意,防止LED燈具或其它產(chǎn)品被硫化。LED原件、LED應(yīng)用產(chǎn)品應(yīng)避免與含硫物質(zhì)存放在統(tǒng)一環(huán)境中,LED應(yīng)用半成品、成品,如果未經(jīng)過密封處理,應(yīng)避免暴露在自然環(huán)境下,特別是要避免暴露在酸性環(huán)境下。