燈珠工藝問題影響LED屏幕的(de)(de)(de)(de)(de)因(yin)(yin)(yin)素，LED顯(xian)示(shi)(shi)屏(ping)最(zui)核心的(de)(de)(de)(de)(de)零件就是LED燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)，每平米燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)數量有(you)幾(ji)萬(wan)顆到(dao)幾(ji)十萬(wan)顆不等，整(zheng)塊LED屏(ping)幕(mu)燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)數量高(gao)(gao)達幾(ji)百萬(wan)甚至(zhi)幾(ji)千萬(wan)顆。LED燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)原材(cai)料成(cheng)(cheng)本(ben)占到(dao)整(zheng)個LED屏(ping)幕(mu)成(cheng)(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)3成(cheng)(cheng)到(dao)6成(cheng)(cheng)之多，主(zhu)要(yao)依據(ju)高(gao)(gao)端(duan)材(cai)料及(ji)(ji)便宜(yi)材(cai)料價(jia)格的(de)(de)(de)(de)(de)影響，LED屏(ping)幕(mu)顯(xian)示(shi)(shi)效果及(ji)(ji)穩定性是對LED燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)基本(ben)要(yao)求，較便宜(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)特征為(wei)芯片(pian)小，導(dao)(dao)線(xian)及(ji)(ji)支(zhi)架(jia)都是很普通的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料，高(gao)(gao)端(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)用(yong)(yong)料好(hao)，比如導(dao)(dao)線(xian)用(yong)(yong)純(chun)金(jin)線(xian)、支(zhi)架(jia)用(yong)(yong)銅支(zhi)架(jia)，環(huan)氧樹脂膠體耐(nai)腐蝕、抗紫(zi)外(wai)線(xian)，透光(guang)率高(gao)(gao)，因(yin)(yin)(yin)此在(zai)選擇LED屏(ping)幕(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)時候燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)性能要(yao)著重強調。LED燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)好(hao)壞直接影響著彩色(se)LED屏(ping)幕(mu)成(cheng)(cheng)品的(de)(de)(de)(de)(de)可靠(kao)性，在(zai)實(shi)際應用(yong)(yong)中就常常發生(sheng)因(yin)(yin)(yin)LED燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)失效導(dao)(dao)致成(cheng)(cheng)品出(chu)現功能異常甚至(zhi)完全失效的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況。近年來，因(yin)(yin)(yin)燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)變(bian)色(se)導(dao)(dao)致成(cheng)(cheng)品出(chu)現色(se)溫漂移、流明降低和(he)出(chu)光(guang)效果變(bian)差等一(yi)系列可靠(kao)性問題(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)案(an)(an)例日益增多，這(zhe)里(li)通過幾(ji)個LED燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)失效案(an)(an)例， 分(fen)析了導(dao)(dao)致LED屏(ping)幕(mu)偏色(se)、不一(yi)致的(de)(de)(de)(de)(de)根本(ben)原因(yin)(yin)(yin)。

支架原因

(1)支架腐蝕

失效LED燈(deng)(deng)珠的(de)(de)(de)中間部位變(bian)色發(fa)(fa)(fa)黑(hei)(hei)(hei)，開封后將(jiang)其(qi)放在(zai)光學顯微(wei)鏡下觀察，發(fa)(fa)(fa)現整個支(zhi)架(jia)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)明顯地變(bian)黑(hei)(hei)(hei)，使用(yong)SEM&EDS測試發(fa)(fa)(fa)黑(hei)(hei)(hei)支(zhi)架(jia)的(de)(de)(de)成分，結果顯示，除(chu)了正常(chang)(chang)的(de)(de)(de)材質成分外，發(fa)(fa)(fa)黑(hei)(hei)(hei)支(zhi)架(jia)中還具有較高含量(liang)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)性硫(liu)(S)元素(su)，而(er)支(zhi)架(jia)表(biao)面(mian)鍍銀層(ceng)局部也呈現出(chu)疏松的(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)形(xing)貌。通常(chang)(chang)LED燈(deng)(deng)珠在(zai)生產過程(cheng)中，由于材料自身(shen)不純或工藝過程(cheng)污染(ran)等(deng)原因引入(ru)硫(liu)(S)、氯(Cl)等(deng)腐蝕(shi)(shi)性元素(su)時，在(zai)一(yi)定條件下(如高溫、水(shui)汽殘留等(deng))，其(qi)金屬支(zhi)架(jia)極易發(fa)(fa)(fa)生腐蝕(shi)(shi)，導致燈(deng)(deng)珠出(chu)現變(bian)色、漏電等(deng)失效現象。

(2)異物污染支架

失效(xiao)燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)一側變(bian)(bian)色(se)， 揭開封(feng)裝膠(jiao)后(hou)可以看到變(bian)(bian)色(se)部(bu)位的(de)(de)(de)支(zhi)架(jia)(jia)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)覆蓋了一層異物(wu)，對異物(wu)進(jin)(jin)行元素成(cheng)(cheng)分(fen)測試，顯(xian)(xian)示其(qi)主(zhu)成(cheng)(cheng)分(fen)為錫(xi)(xi)(xi)(Sn)、鉛(Pb) 元素。揭開燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)變(bian)(bian)色(se)部(bu)位外圍的(de)(de)(de)白(bai)色(se)塑膠(jiao)，在與白(bai)色(se)塑膠(jiao)接觸(chu)的(de)(de)(de)支(zhi)架(jia)(jia)表(biao)(biao)面(mian)(mian)也檢出(chu)了錫(xi)(xi)(xi)(Sn)、鉛(Pb)成(cheng)(cheng)分(fen)。由于異物(wu)覆蓋部(bu)位的(de)(de)(de)支(zhi)架(jia)(jia)與燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)一側的(de)(de)(de)引腳(jiao)(jiao)(jiao)相連，而(er)引腳(jiao)(jiao)(jiao)采(cai)用錫(xi)(xi)(xi)鉛焊(han)接。顯(xian)(xian)而(er)易見，如果燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)在進(jin)(jin)行表(biao)(biao)面(mian)(mian)貼裝時(shi)，引腳(jiao)(jiao)(jiao)沾(zhan)附(fu)了多余的(de)(de)(de)錫(xi)(xi)(xi)膏，則在焊(han)接時(shi)，熔(rong)化的(de)(de)(de)焊(han)料會沿著引腳(jiao)(jiao)(jiao)爬升至與之相連的(de)(de)(de)支(zhi)架(jia)(jia)表(biao)(biao)面(mian)(mian)，形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)覆蓋層。因(yin)此(ci)，此(ci)案(an)例(li)中LED燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)失效(xiao)的(de)(de)(de)原因(yin)是(shi)LED燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)在進(jin)(jin)行組(zu)裝焊(han)接時(shi)，引腳(jiao)(jiao)(jiao)焊(han)接部(bu)位的(de)(de)(de)焊(han)料進(jin)(jin)入了支(zhi)架(jia)(jia)表(biao)(biao)面(mian)(mian)，形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)了覆蓋物(wu)，從(cong)而(er)導致了燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)珠(zhu)變(bian)(bian)色(se)。

(3)支架鍍(du)層質量(liang)差

LED燈(deng)珠(zhu)點(dian)亮(liang)(liang)老化后出現(xian)(xian)(xian)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)發黑現(xian)(xian)(xian)象，且(qie)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)高達30%。去(qu)掉(diao)燈(deng)珠(zhu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)封裝膠后，發現(xian)(xian)(xian)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)表(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)銀(yin)(yin)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)失(shi)(shi)(shi)去(qu)原有的(de)(de)(de)(de)光亮(liang)(liang)，呈現(xian)(xian)(xian)灰色(se)。使用SEM觀察支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)表(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)微觀形貌，發現(xian)(xian)(xian)與未裝配(pei)的(de)(de)(de)(de)半(ban)(ban)成(cheng)品支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)相比(bi)，LED失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)燈(deng)珠(zhu)的(de)(de)(de)(de)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)銀(yin)(yin)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)疏松(song)且(qie)有較多(duo)的(de)(de)(de)(de)孔洞。將半(ban)(ban)成(cheng)品支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)和失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)LED制作成(cheng)切片，觀察其(qi)截面(mian)(mian)(mian)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)質量(liang)，發現(xian)(xian)(xian)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)結構(gou)為銅鍍(du)(du)(du)鎳(nie)再鍍(du)(du)(du)銀(yin)(yin)，與半(ban)(ban)成(cheng)品相比(bi)，失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)品支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)鎳(nie)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)變(bian)(bian)(bian)(bian)薄(bo)，表(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)銀(yin)(yin)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)變(bian)(bian)(bian)(bian)得(de)疏松(song)，且(qie)鎳(nie)銀(yin)(yin)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)界限變(bian)(bian)(bian)(bian)得(de)模糊。使用AES測試失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)LED支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)淺表(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)成(cheng)分，發現(xian)(xian)(xian)其(qi)中(zhong)會(hui)有鎳(nie)(Ni)元素(su)，很(hen)顯(xian)然，鎳(nie)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)擴散(san)至了銀(yin)(yin)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)。由此(ci)得(de)出，LED燈(deng)珠(zhu)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)的(de)(de)(de)(de)原因為所用的(de)(de)(de)(de)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)不良，老化后銀(yin)(yin)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)疏松(song)產生(sheng)(sheng)孔洞，鎳(nie)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)經過銀(yin)(yin)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)孔洞擴散(san)到銀(yin)(yin)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)，導(dao)致銀(yin)(yin)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)發黑，燈(deng)珠(zhu)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)。在眾(zhong)多(duo)的(de)(de)(de)(de)LED變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)案例中(zhong)，因支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)或(huo)腐(fu)蝕導(dao)致的(de)(de)(de)(de)失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)所占的(de)(de)(de)(de)比(bi)例是最高的(de)(de)(de)(de)。因此(ci)，LED或(huo)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)生(sheng)(sheng)產方(fang)應(ying)采(cai)取(qu)一些(xie)措(cuo)施來預(yu)防產品失(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)。

熒光粉沉降

燈珠(zhu)(zhu)裝(zhuang)(zhuang)配成(cheng)(cheng)LED屏幕后在倉庫儲(chu)存時(shi)，發(fa)(fa)生(sheng)了(le)色(se)溫(wen)漂移(yi)失效(xiao)，失效(xiao)LED燈珠(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)封(feng)裝(zhuang)(zhuang)膠由橙色(se)變(bian)為(wei)(wei)淺黃色(se)，對(dui)其進行I-V特性測試(shi)， 發(fa)(fa)現燈珠(zhu)(zhu)可以(yi)正常點亮，且I-V曲線正常，只是(shi)出(chu)光(guang)(guang)(guang)亮度(du)發(fa)(fa)生(sheng)改變(bian)。取(qu)一些失效(xiao)燈珠(zhu)(zhu)，以(yi)機械開(kai)封(feng)方式取(qu)出(chu)封(feng)裝(zhuang)(zhuang)膠，發(fa)(fa)現支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)表(biao)(biao)面(mian)均(jun)殘(can)留有透(tou)明顆(ke)粒物(wu)，使用(yong)SEM&EDS測試(shi)顆(ke)粒物(wu)成(cheng)(cheng)分(fen)， 結(jie)果顯示其含有高含量的(de)(de)(de)鍶(si)(si)(Sr)元素(su)。而封(feng)裝(zhuang)(zhuang)膠與支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)接觸面(mian)也檢(jian)出(chu)了(le)高含量的(de)(de)(de)鍶(si)(si)(Sr)元素(su)和鋇(bei)(bei)(Ba)元素(su)。與之相比(bi)，良品燈珠(zhu)(zhu)開(kai)封(feng)后， 支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)表(biao)(biao)面(mian)較(jiao)干凈，表(biao)(biao)面(mian)主成(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)(wei)銀(Ag)和少量的(de)(de)(de)碳(C)元素(su)， 未(wei)檢(jian)出(chu)鍶(si)(si)(Sr)元素(su)，在其封(feng)裝(zhuang)(zhuang)膠與支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)的(de)(de)(de)接觸面(mian)上也未(wei)檢(jian)出(chu)鍶(si)(si)(Sr)和鋇(bei)(bei)(Ba)元素(su)。通過測試(shi)失效(xiao)品和良品燈珠(zhu)(zhu)封(feng)裝(zhuang)(zhuang)膠的(de)(de)(de)截面(mian)成(cheng)(cheng)分(fen)得知(zhi)，二者所(suo)用(yong)的(de)(de)(de)熒光(guang)(guang)(guang)粉的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)相同(tong)， 均(jun)為(wei)(wei)釔(yi)鋁石榴(liu)石(主要成(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)(wei)氧(O)、鋁(Al)和釔(yi)(Y))與硅酸鍶(si)(si)鋇(bei)(bei)(主要成(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)(wei)碳(C)、氧(O)、硅(Si)、鍶(si)(si)(Sr)、鋇(bei)(bei)(Ba)和鈣(Ca))混合(he)熒光(guang)(guang)(guang)粉。因(yin)此，LED燈珠(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)失效(xiao)原因(yin)為(wei)(wei)所(suo)使用(yong)的(de)(de)(de)硅酸鹽熒光(guang)(guang)(guang)粉沉降到了(le)封(feng)裝(zhuang)(zhuang)膠底(di)部及支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)表(biao)(biao)層，致(zhi)使因(yin)光(guang)(guang)(guang)折射規律不一致(zhi)而發(fa)(fa)生(sheng)色(se)散現象，導(dao)致(zhi)色(se)溫(wen)漂移(yi)，同(tong)時(shi)發(fa)(fa)生(sheng)燈珠(zhu)(zhu)變(bian)色(se)現象。

封裝膠原因

(1)封裝膠中殘留外來異(yi)物

失效燈珠(zhu)的(de)外觀呈現局部(bu)變(bian)色發黑。揭開封(feng)(feng)裝膠，發現有一(yi)個(ge)黑色異物(wu)夾雜(za)在(zai)封(feng)(feng)裝膠內，用(yong)掃描電鏡及(ji)能譜儀(SEM&EDS)對(dui)異物(wu)進行成(cheng)分分析[5-6]，確認其主成(cheng)分為鋁(Al)、碳(tan)(C)、氧(O)元素(su)，還含有少量的(de)雜(za)質元素(su)，結合用(yong)戶反饋的(de)失效背景(jing)可知，該異物(wu)是在(zai)封(feng)(feng)裝過程中引入的(de)。

(2)封裝膠受(shou)化學物質侵蝕發生膠體變(bian)色

失效品為玻璃光管燈，內部的LED燈帶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TGA測試燈珠封裝膠體的熱分解溫度可知，失效燈珠封裝膠在失重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，封裝膠熱分解曲線，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。由此可知，LED燈珠發黃變暗的原因為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。后續用戶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，LED生產方在產品設計選材和制造時應充分考慮產品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LED屏幕死燈(deng)、顏色(se)有色(se)差(cha)、亮度不一致等問題。