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Análisis de varias causas comunes de falla de lámparas LED|proveedores de luz|Sunshinelux

2022/07/08

1. Introducción

 

Edison inventó la bombilla y llevó la luz a toda la raza humana. De hecho, el ser humano nunca ha dejado de buscar y explorar nuevas tecnologías y tecnologías de iluminación. En los últimos años, la tecnología de iluminación LED se ha desarrollado rápidamente y las espléndidas decoraciones de iluminación LED decoran edificios de gran altura. Ampliamente utilizado en iluminación exterior, semáforos, luces de automóviles, retroiluminación LCD y otros campos, como las sedes olímpicas de Beijing 2008, algunas instalaciones de iluminación utilizarán productos LED. El siglo XXI será la era de la iluminación LED, porque los productos LED tienen las siguientes ventajas sobre los productos de iluminación tradicionales: 1. Ahorro de energía, utilizando una fuente de alimentación de 3 V ~ 5 V; 2.

 

Larga vida, en teoría, los productos LED pueden hacer

 

100.000 horas; 3. Productos ecológicos y respetuosos con el medio ambiente, sin el elemento nocivo de mercurio de los productos de iluminación tradicionales.

 

2. Introducción a los diodos emisores de luz LED

L E D es la abreviatura de tres letras de L i g h t E m i t t i n g D i o d e, abreviado como light-emitting diode en chino. Los chips L E D generalmente se componen de compuestos como G a N , G a As , G a P, etc. Su núcleo es una unión PN, por lo que tiene un diodo general Conducción directa del cuerpo, corte inverso, características de ruptura y también tener luminiscencia

 

Característicamente, bajo el voltaje directo, los electrones dentro del cristal del chip pasan de un estado de alta energía a un estado de baja energía, convirtiendo la energía eléctrica en energía luminosa. El tubo único LED es un componente importante de los coloridos componentes de ingeniería de iluminación LED. Los materiales principales del LED son el chip LED, el soporte, el pegamento plateado, el alambre dorado y la resina epoxi, como se muestra en la Figura 1:

 

La falla de un solo tubo LED causará grandes problemas a todo el producto de iluminación LED, porque la mayoría de los productos de iluminación LED se instalan en edificios y automóviles al aire libre, y el mantenimiento y el reemplazo son inconvenientes, por lo que la confiabilidad del tubo único LED es particularmente importante.

 

3. Análisis de la causa de falla del tubo único LED

En primer lugar, definimos los cinco puntos importantes en el alambre de unión como puntos A ~ E, el primer punto de soldadura A del alambre de oro es esférico, el diámetro de la esfera es aproximadamente 3-5 veces el diámetro del alambre, el la deformación es buena, el alambre y la bola son concéntricos; Una junta de soldadura generalmente adopta una llave de bola termosónica

 

Diagrama de estructura de tubo único LED

 

La unión de bolas termosónicas es una tecnología que combina vibración ultrasónica, calor y presión para formar bolas de oro soldadas, y actualmente es el método de unión más popular en la industria del embalaje de semiconductores. La segunda junta de soldadura E tiene forma de cuña, que también es muy similar a la cola de un pez. El ancho de la cuña es aproximadamente de 3 a 5 veces el diámetro del cable, como se muestra en la Figura 2:

 

A continuación, en base a mi experiencia en mi trabajo, discutiré varias razones y soluciones para la falla de las luces LED individuales:

 

(1) El contacto del punto A no es bueno, es decir, la bola de oro del alambre de unión y el electrodo del chip están soldados entre sí. En este caso, la lámpara LED también puede parecer inestable y parpadear. La bola de soldadura se separa del electrodo del chip como un todo, no hay fusión real entre la bola de oro y el electrodo, y generalmente no hay oro residual en la superficie del electrodo, como se muestra en la Figura 3:

 

Las causas fundamentales de la soldadura virtual son:

 

① El electrodo de chip está sucio, aceitoso, oxidado o el electrodo de chip está rayado. El entorno de almacenamiento del chip es particularmente importante.

 

Diagrama esquemático del cable de aleación de unión de un solo tubo LED

 

Soluciones de productos

Generalmente almacenado en una caja de secado electrónica, temperatura: 20 - 30 ℃; humedad: 0 % - 40 % HR, esto

 

De esta manera, no solo puede evitar la oxidación de los electrodos del chip, sino también evitar que el mundo exterior frote el chip, causando grietas en el chip o arañazos en el electrodo.

② En la actualidad, los electrodos del chip se pueden dividir en electrodos A u y electrodos Al. La soldabilidad de los materiales del electrodo del chip no es buena, lo que también provocará una soldadura virtual o una unión difícil del electrodo. Generalmente, el electrodo de Au se usa para alambre de oro, y el electrodo de Al se usa para alambre de aluminio, porque la fusión entre los mismos materiales es mejor.

 

③ Los parámetros de soldadura de la bola de oro no están bien establecidos, como la presión, la potencia y el tiempo no son lo suficientemente grandes.

 

Modifique los parámetros de unión adecuadamente y continúe

 

14 ensayos en lotes pequeños para obtener los mejores resultados de soldadura.

 

(2) En el proceso de unión de alambre de oro, la configuración del arco de alambre es demasiado alta o demasiado baja, o el remache está demasiado desgastado, la vida útil del remache ha llegado al límite, el clip de alimentación de alambre es anormal, la corriente de combustión de la bola es demasiado grande, etc., causará daños en el punto B, por lo que las lámparas LED posteriores son propensas a fallar cuando se aplican en condiciones adversas. El mal fenómeno se puede reflejar a través de la prueba de calor húmedo cíclico, cambio rápido de temperatura, alta temperatura y alta humedad. Debido a los diferentes coeficientes de expansión térmica de la resina epoxi, el chip LED, el cable de oro y otros materiales, en estas duras condiciones, la tensión dentro de la lámpara LED aumenta y el punto B se desprende. Como se muestra en la Figura 4.

 

(3) También es un problema común que el alambre de oro se desconecte del punto D. Después de desconectar el punto D, quedará algo de oro residual en el soporte. Las razones de la desconexión del punto D son: ① La vida útil del remache ha llegado al límite y el desgaste es demasiado; puede ser reemplazado por un nuevo remache. La vida de referencia del remache de unión es generalmente de 2 millones de puntos; ② Los parámetros de soldadura de la mesa de soldadura automática no están bien configurados durante la soldadura, como el tiempo de soldadura y la presión de soldadura insuficientes. Los defectos se pueden mejorar modificando los parámetros de soldadura. Además, después de completar la soldadura de la segunda junta de soldadura, se agrega pegamento de plata a la junta de soldadura para proteger la junta de soldadura uniendo el pegamento de plata al soporte, lo que puede evitar que el cable de oro se desconecte de los puntos D y E.

 

(4) La adherencia entre el pegamento de plata y el fondo del recipiente no es buena. Cuando la temperatura sube, el pegamento de epoxi/plata se expande para que el chip quede conectado al fondo del recipiente. Después de enfriar y encoger, se separa del fondo del recipiente y se desconecta. Por lo tanto, la luz LED El rendimiento es inestable y parpadeante, y el pin calefactor puede volver a la normalidad. Las causas fundamentales de la falla son las siguientes:

 

① El material del pegamento plateado no es bueno. Preste atención a la calidad del pegamento de plata entrante, como el tamaño de las partículas y el rendimiento de la unión.

 

② Preste atención a las condiciones de uso y almacenamiento del pegamento de plata. El pegamento de plata generalmente se almacena en un refrigerador a 0 ∽ 5 ℃. Antes de usar, debe calentarse a temperatura ambiente (alrededor de 25 ℃) durante 0,5 ∽ 1 hora. La vida útil es de 7 días a temperatura ambiente, de lo contrario puede deteriorarse y ya no se puede volver a utilizar. Además, antes de usar, preste atención a si la fecha de producción de toda la botella de pegamento plateado ha pasado la vida útil.

 

③ Controle estrictamente el tiempo y la temperatura de sinterización de la pasta de plata, la temperatura de sinterización es generalmente de 170 ± 10 ℃ y el tiempo de sinterización es de 60-70 minutos.

 

(5) El valor IR de corriente de fuga inversa está seriamente fuera de especificación. Cuando el valor IR es de decenas de microamperios o incluso cientos de microamperios, el LED aún puede emitir luz, pero si la unión PN del chip se ha dañado, a medida que el tiempo de uso del LED aumenta, la corriente de fuga IR

 

Volumen de tecnología de prueba

 

La tecnología de prueba aumentará gradualmente, cuando el IR alcance el nivel de mA, el LED se atenuará o no brillará; en este momento, la unión PN se ha averiado. La curva característica del chip LED se puede medir con un graficador de características de semiconductores X J 4 8 1 0, como se muestra en la Figura 5:

 

Causas de fuga: ① E S D Electricidad estática

 

La gran corriente romperá la unión PN del chip; ② La gran corriente del exterior quemará el chip LED durante el mal funcionamiento, como la regulación de corriente/voltaje directo es demasiado grande durante la prueba, los electrodos positivo y negativo están invertidos, etc.; en casos severos, la superficie del chip puede tener marcas de quemaduras o el alambre de oro se quema en negro; ③ Para el chip de dos electrodos, la bola de oro es demasiado grande o está desplazada, cortocircuite el polo P y el polo N del chip y empuje la bola de oro más allá de la línea divisoria, y el fenómeno de fuga del chip desaparece, los parámetros fotoeléctricos regresar a la normalidad;

 

④ Para chips de un solo electrodo, si se dispensa demasiada pasta de plata durante la unión del troquel, los electrodos N y P del chip se cortocircuitarán, por lo que se requiere que la altura de la pasta de plata no supere los 2/3 del chip. altura.

 

4. Conclusión

Lo anterior ha analizado varias causas comunes de falla de un solo tubo LED. Trate de evitar la aparición de defectos durante la producción y el uso de LED. Después de rastrear la causa de la falla, se deben tomar las contramedidas correspondientes a tiempo para mejorar el rendimiento del proceso del producto y reducir los componentes de iluminación LED. Tasa de reparación.

 

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