4 أسباب رئيسية لتغير درجة حرارة لون مصابيح LED؟

هل لاحظت حتى أضواء LED أو مصابيح LED السفلية أو غيرها تم تغيير CCT (درجة حرارة اللون) لمصابيح LEDيرجى ملاحظة أننا لا نتحدث عن تقنية مصابيح LED الجديدة المتغيرة اللون، بل عن مصابيح LED أحادية اللون الشائعة. على سبيل المثال، إذا اشتريتَ كشاف LED بقوة 3000 كلفن، فسيتغير لونه إلى 4000 كلفن أو حتى إلى نطاق CCT أعلى بعد نصف عام. لماذا؟

يتزايد اهتمام المصنّعين والمستخدمين بموثوقية منتجات LED. تُعدّ رقاقة LED مادةً أساسيةً، وتؤثر جودتها بشكل مباشر على استقرار منتجات LED. في كثير من الأحيان، قد لا تعمل مصابيح LED بكفاءة أو تتعطل بسبب مشاكل في رقاقة LED، مثل: انحراف درجة حرارة لون LED وانخفاض واضح في اللومن.

بصفتنا شركة مصنعة لمنتجات LED، نتلقى هذه الأسئلة باستمرار. ولتقديم إجابة احترافية لعملائنا، جمعنا بعض مصابيح LED المعطوبة من السوق.

في هذه المقالة سنخبرك 4 أسباب رئيسية لتغير درجة حرارة لون LED.

السبب الأول: الاستخدام غير السليم

ستُصدر رقائق LED حرارةً مستمرةً أثناء تشغيل مصباح LED. تُركّب العديد من مصابيح LED في تركيبات صغيرة جدًا. إذا عمل المصباح 24 ساعة يوميًا واستمر بالعمل لأكثر من عام، فسيؤثر الاستخدام المفرط على درجة حرارة لون الرقاقة.

لذا، يجب إعلام المستخدمين النهائيين بضرورة استخدام المصباح في بيئة العمل ووقت العمل المُقترح. على سبيل المثال، يجب تركيب مصابيح LED في وحدة إضاءة مفتوحة، ووقت العمل المُقترح هو 8 ساعات يوميًا.

السبب الثاني: مشكلة غراء التغليف المتشقق

(1) وجود جسم غريب داخل غراء التغليف

تحول سطح رقاقة العطل جزئيًا إلى اللون الأسود. عُثر على جسم غريب أسود بعد فتح الغراء. بعد فحصه باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح والتحليل الطيفي لتشتيت الطاقة (SEM وEDS)، تبيّن أن المكونات الرئيسية هي الألومنيوم (Al) والكربون (C) والأكسجين (O). وبالنظر إلى سجل الأعطال الذي تم الحصول عليه من المستخدمين، يتضح أن الجسم الغريب قد دخل إلى عملية التغليف.

(2) تغير لون الغرواني نتيجة للهجوم الكيميائي

اختبرنا أنبوبًا زجاجيًا معطلًا. يُستخدم لاصق سيليكون واحد فقط في شريط LED الداخلي، وهو مادة لاصقة تُعالج بدرجة حرارة الغرفة. تتحول الرقائق إلى اللون الأصفر والداكن. استخدمنا جهاز SEM&EDS لفحص المكونات، ووجدنا كمية إضافية من عنصر الكبريت (S).

بشكل عام، يمكن استخدام المواد المحتوية على الكبريت، وثنائي الكبريتيد العضوي، وبولي كبريتيد الكبريتيد كعامل بركنة للتسبب في تفاعل ترابط بركنة السيليكون وتغيير البنية، مما يؤدي إلى ظهور رقائق صفراء وداكنة، وزيادة درجة حرارة التحلل الحراري.

بعد فحص درجة حرارة التحلل الحراري الغرواني لعبوة الرقائق، وجدنا أن درجة حرارة رقاقة الفشل أعلى بـ 25 درجة مئوية على الأقل من درجة حرارة الرقاقة المؤهلة من نفس الدفعة عندما يكون فقدان الوزن 2%، 5%، 10%، 15%. يوضح منحنى التحلل الحراري للعبوة أدناه أن زيادة التحلل الحراري ناتجة عن تفاعل مبركنة غراء العبوة.

وفي الختام، ينبغي على مصنعي مصابيح LED أن يأخذوا في الاعتبار توافق المواد المختلفة لتجنب عدم الموثوقية عند تصميم وإنتاج منتجات LED.

السبب الثالث: الترسب الفلوري

يتغير لون مصباح LED عند وجوده في المستودع. تغير لون غراء رقاقة LED المعطل من البرتقالي إلى الأصفر الباهت. تم الكشف عن ذلك من خلال اختبار خصائص IV، حيث تعمل الرقاقة بشكل طبيعي، ومنحنى IV منتظم. الفرق الوحيد هو سطوع المخرج. عند فتح عبوة الغراء ميكانيكيًا، اكتشفنا وجود جزيئات شفافة على السطح. عند اختبارها باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) والمجهر الإلكتروني التفريغي (EDS)، أظهرت مستويات عالية من عنصر السترونشيوم (Sr).

كما تم الكشف عن السطح الرابط بين القوس وغراء التغليف بمستويات عالية من عناصر السترونشيوم (Sr) وعناصر الباريوم (Ba)، كما هو موضح أدناه.

في المقابل، سطح حامل الشريحة المؤهل نظيف. والمكون الرئيسي للسطح هو الفضة (Ag) وكمية صغيرة من عنصر الكربون (C). لم يُعثر على أي عناصر سترونشيوم (Sr). كما لم يُعثر على أي عناصر سترونشيوم (Sr) أو باريوم (Ba) في غراء التغليف وسطح تلامس الحامل.

لذلك، فإن فشل رقائق LED بسبب ترسب السيليكات الفلوريسنت على زر الغراء والقوس، مما يؤدي إلى انكسار الضوء غير المتسق والتشتت وانحراف درجة حرارة اللون.

السبب الرابع: مشكلة الأقواس

(1) جسم غريب يلوث القوس

كانت الشريحة الفاشلة مغطاة بطبقة من جسم غريب يحتوي على عناصر القصدير (Sn) والرصاص (Pb).

من الواضح أن دبوس رقاقة LED كان مُلصقًا بمعجون لحام زائد. يُشكل اللحام المنصهر، المتصاعد على طول الدبابيس إلى السطح المُتصل، طبقة طلاء. ويرجع سبب هذه الحالة إلى أن لحام اللحام وصل إلى السطح أثناء عملية اللحام، مُشكلًا غطاءً، مما يُسبب تغير اللون.

(2) تآكل القوس

نظرًا لأن المادة غير النقية أو التلوث أو الأسباب الأخرى، تم إدخال الكبريت (S) والكلور (Cl) وعناصر التآكل الأخرى، فإن قوس المعدن عرضة للتآكل، مما يؤدي إلى تغير اللون والتسرب وظواهر الفشل الأخرى.

(3) طلاء القوس الفقير

بعد اختبار التقادم، ستظهر ثقوب في طبقة الدعامة الضعيفة. سينتشر النيكل إلى طبقة الفضة عبر الثقوب، مما يؤدي إلى ظهور طبقة فضية سوداء وتغير اللون.

في الحالات المذكورة أعلاه، تكون نسبة تغير لون الحامل وتآكله هي الأعلى. لذلك، ينبغي على مُصنِّع شرائح LED والحاملات اتخاذ التدابير اللازمة لمنع ذلك.
على سبيل المثال،

1. اختر حامل ركيزة مضاد للتآكل ذو نوعية جيدة؛
2. اتخاذ تقنية الطلاء المناسبة لضمان تشكيل الحبوب الدقيقة، والبنية الكثيفة للطلاء، وتوحيد سمك الطلاء؛
3. اختر تقنية حماية الفضة النشطة لقوس الفضة، لتحسين القدرة على منع تغير اللون؛
4. منع التلوث الغريب أو المواد المسببة للتآكل في عملية إنتاج وتجميع LED لضمان حزمة محكمة وتقليل الرطوبة وغيرها من تسرب الأكسجين البيئي الناجم عن مجموعة متنوعة من التآكل.
5. باعتبارنا الشركة المصنعة لمصابيح LED، فمن الأفضل لنا اختيار رقائق LED LM-80، والتي تضمن الحفاظ على درجة حرارة لون مصابيح LED وإخراج اللومن.

إذا كان لديك أي سؤال، فإن فريق مبيعات KYD والمهندسين موجودون دائمًا هنا.