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一顆水珠的威力 圖解LED燈珠的脆弱性
2014/11/1 10:52:30

  一個肉眼不可見,但是卻分布在我們周圍的水蒸氣水滴會對LED燈珠造成多大的傷害?可能你會覺得危言聳聽,但是事實卻告訴我們,許多LED顯示屏的事故就是這些微不足道的小水滴所造成的。

  一顆小水珠對LED產品有多嚴重?

  大氣中的水分會通過擴散滲透到LED燈珠的封裝材料內部。當SMDLED器件經過貼片貼裝到PCB上以后,要流到回流焊爐內進行回流焊接。在回流區,整個器件要在183度以上30-90s左右,最高溫度可能在210-235度(SnPb共晶),無鉛焊接的峰值會更高,在245度左右。在回流區的高溫作用下,LED器件內部的水分會快速膨脹,器件的不同材料之間的配合會失去調節,各種連接則會產生不良變化,從而導致LED器件剝離分層或者爆裂,于是器件的電氣性能受到影響或者破壞。

  破壞程度嚴重者,器件外觀變形、出現裂縫等,大多數情況下,肉眼看不出來。但隨著時間的流逝,裂縫會越裂越大,到最后形成電路不良。

  一顆小水珠對LED產品有多嚴重?(圖解)

  1、在空氣中長時間曝露以后:水分滲透到器件封裝材料內

  2、回流焊接開始:Temp

  3、隨著溫度的升高:Temp>>100℃,水分蒸發,壓力突增,導致剝離

  剝離現象放大示意圖

  引線剝離示意

  為了檢測封裝廠所制造的LED燈珠具備足夠的抗潮濕能力,避免出現上述引線剝離現象,IPC/JEDEC定義了一套標準的『濕度敏感等級』如下,有需要的人也可以到JEDEC官方網站下載J-STD-020D.1。

  該文件確定非密封固態表面貼裝器件(SMD)水分導致應力敏感分類級別,用于確定初步可靠性鑒定應采用的分類級別。一旦分類級別確定,SMD器件在封裝、存放、處理過程中可以采取適當措施,并在裝配焊接回流附著與/或修理操作過程中避免熱與機械損壞。

  《濕度敏感等級》MSL(Moisture Sentivity levels),由小排到大,數字越小的表示其抗濕度能力越好;數字越大的,表示其可以曝露于環境濕氣的時間要越短。

  根據MSL標準,顯示屏廠與工程商就很容易挑到一款品質合格的燈珠了,并且對LED燈珠在后續加工過程的封裝、存放、處理有了明確的規定。由于此項標準對LED燈珠品質要求較高,敢采用的封裝企業也非常少,國外的有科銳及日亞,國內則有美卡樂、雷曼、藍科。

  以等級3(level3)來舉例說明,如果零件暴露在攝氏溫度30°C與60%濕度以內的環境下,那么其存放時間就不可以超過192小時(其中需扣除LED封裝廠的24小時的曝露時間,所以LED顯示屏廠就只剩下168小時(=192-24)的車間時間了),也就是說對于等級3的LED元器件從真空包裝中取出后,就必須在168個小時內打件并過完Reflow(回流焊)。如果不能在規定時間內過完Reflow,就必須要重新真空包裝,最好是重新烘烤后再重新包裝,因為重新烘烤后的時間就可以歸零重算。如果超過規定時間,則一定要重新烘烤后才能使用。

  毀掉一塊LED顯示屏不需要強風暴雨,一顆小水滴足已。

[責任編輯:admin]



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