封装胶原因对LED变色的影响

LED即为发光二极管，是一种将电能转化为光能的半导体固体发光器件，其核心是PN结，它除了具有一般PN结的正向导通、反向截止和击穿特性外，在一定条件下，它还具有发光特性。图1为某公司生产的3528型白光LED灯珠的代表性外观图，其结构主要包含以下几个部分：引线、支架、封装胶、键合丝、LED芯片、固晶胶和荧光粉。LED灯珠变色失效与其材料、结构、封装工艺和使用条件密切相关。成都LED亮化工程有限公司是一家专业LED照明，LED标识，LED显示屏工程设计，工程规划，施工为一体的专业性公司。下面来具体的家简述封装胶原因对LED变色的影响。

1封装胶中残留外来异物

失效灯珠的外观呈现局部变色发黑，如图2所示。揭开封装胶，发现有一个黑色异物夹杂在封装胶内，用扫描电镜及能谱仪（SEM&EDS）对异物进行成分分析，确认其主成分为铝（Al）、碳（C）、氧（O）元素，还含有少量的杂质元素，测试结果如图3所示。结合用户反馈的失效背景可知，该异物是在封装过程中引入的。

2封装胶受化学物质侵蚀发生胶体变色

失效品为玻璃光管灯，内部的LED灯带使用单组份室温固化硅橡胶粘结固定在玻璃管上，固胶部位灯带上的LED灯珠出现发黄变暗现象。失效灯珠封装胶的材质为硅橡胶，使用SEM&EDS测试封装胶的元素成分，发现其比正常灯珠封装胶成分多检出了硫（S）元素，测试结果如图4所示。

通常硫磺、有机二硫化物和多硫化物等含硫物质可以作为硫化剂，使橡胶发生硫化交联反应，从而使橡胶的结构改变，呈现出颜色发黄变暗、热分解温度升高的现象。通过TGA测试灯珠封装胶体的热分解温度可知，失效灯珠封装胶在失重2%、5%、10%、15%和20%时的温度均比同批次良品封装胶相同失重量的温度高出25℃以上，封装胶热分解曲线如图5所示，证实了封装胶因发生硫化交联导致其热分解温度升高的现象。使用ICPOES进一步对起固定作用的单组份固化硅橡胶进行化学成分分析，检出其中含有约400ppm的硫（S）元素。

由此可知，LED灯珠发黄变暗的原因为玻璃灯管内粘结固定用的单组份室温固化硅橡胶在固化过程中挥发出的含硫（S）的气体侵入到了LED封装胶中，使封装胶发生了进一步的硫化交联反应，而再次硫化交联导致封装胶体变黄变暗。后续用户改用未使用单组份固化硅橡胶的塑料灯管则未出现灯珠变色的现象。因此，LED生产方在产品设计选材和制造时应考虑产品各部件所用不同材料相互间的匹配性，避免因材料的不兼容而导致后续出现可靠性问题。

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