Привет! Я работаю в сфере анализа отказов светодиодов, и сегодня я хочу поговорить об распространенных режимах отказа мощных светодиодов. В наши дни мощные светодиоды используются повсюду: от наших смартфонов до крупномасштабных систем освещения в коммерческих зданиях. Но, как и любой другой электронный компонент, они не застрахованы от сбоев. Давайте разберемся, что может пойти не так.
1. Перегрев
Одной из наиболее частых причин выхода из строя мощных светодиодов является перегрев. Светодиоды преобразуют электричество в свет, но не вся электрическая энергия преобразуется таким образом. Значительная часть выделяется в виде тепла. Если тепло не рассеивается должным образом, может произойти несколько плохих вещей.
Во-первых, повышается температура перехода светодиода. Переход является важной частью светодиода, и с повышением температуры эффективность светодиода падает. Проще говоря, светодиод становится менее ярким, хотя потребляет то же количество энергии. Со временем это может привести к необратимому повреждению полупроводникового материала светодиода.
Высокая температура также может повлиять на упаковочные материалы. Эпоксидная смола, покрывающая светодиодный чип, может начать разрушаться. Он может пожелтеть, что не только ухудшит внешний вид, но и уменьшит светоотдачу, поскольку пожелтевшая смола поглощает часть света. А если температура станет действительно экстремальной, смола может треснуть, подвергая хрупкий чип воздействию окружающей среды и приводя к более серьезным сбоям.
Чтобы избежать перегрева, решающее значение имеет правильная конструкция радиатора. Хороший радиатор может быстро отводить тепло от светодиода. Также имеет значение вентиляция в светодиодном светильнике. Если светильник помещен в ограниченное пространство, где горячий воздух не может выйти наружу, температура внутри будет продолжать расти.
2. Электростатический разряд (ESD)
Электростатический разряд является еще одной серьезной проблемой для мощных светодиодов. Электростатические заряды могут накапливаться на наших телах, инструментах и даже в окружающей среде. Когда эти заряды внезапно разряжаются на светодиоде, это может привести к немедленному или скрытому повреждению.
Событие электростатического разряда может вызвать большой скачок напряжения на светодиоде. Это высокое напряжение может разрушить полупроводниковую структуру светодиода. В некоторых случаях это может стать причиной короткого замыкания, при котором светодиод вообще перестанет работать. В других случаях повреждение может быть менее серьезным, но все равно может привести к уменьшению срока службы светодиода или изменению его светоотдачи.
Для защиты от электростатического разряда производители часто используют устройства защиты от электростатического разряда, такие как ограничители переходного напряжения. Работники предприятий по производству светодиодов также должны соблюдать строгие процедуры защиты от электростатического разряда, такие как ношение антистатической одежды и использование антистатических ковриков.
3. Попадание влаги
Влага может стать настоящей проблемой для мощных светодиодов. Попадание воды или водяного пара в корпус светодиода может вызвать коррозию. Металлические компоненты светодиода, такие как контакты и соединительные провода, особенно уязвимы к коррозии.
Коррозия может увеличить электрическое сопротивление светодиода. Это означает, что больше мощности рассеивается в виде тепла, что может привести к проблемам с перегревом. Это также может ослабить соединительные провода, что приведет к их поломке. При разрыве соединительного провода электрическое соединение теряется, и светодиод перестает работать.
Чтобы предотвратить попадание влаги, светодиоды обычно упаковываются таким образом, чтобы изолировать их от окружающей среды. Однако, если на упаковке есть дефект, например, небольшая трещина или плохая герметичность, влага все равно может проникнуть внутрь. Вот почемуПроверка компонентов на коррозиюявляется важной частью контроля качества светодиодов.
4. Всплеск тока
Светодиоды высокой мощности предназначены для работы в определенном диапазоне токов. Если произойдет внезапное увеличение тока, протекающего через светодиод, это может привести к повреждению. Скачок тока может произойти из-за проблем с электропитанием, например, скачка напряжения в электросети или неисправности драйвера светодиода.
Когда через светодиод проходит большой ток, он может за короткий период сильно нагреться. Это может расплавить полупроводниковый материал или повредить соединительные провода. Даже если скачок напряжения кратковременный, он все равно может привести к долгосрочному повреждению работы светодиода.
Для защиты от скачков тока светодиодные драйверы оснащены токоограничивающими схемами. Эти схемы гарантируют, что ток, протекающий через светодиод, остается в безопасном диапазоне.
5. Деградация фосфора
Многие мощные светодиоды используют люминофоры для преобразования света, излучаемого полупроводниковым чипом, в разные цвета, обычно в белый свет. Однако люминофоры могут со временем разрушаться.
Воздействие высоких температур, яркого света и влажности может привести к разрушению люминофора. По мере разрушения люминофора цвет света, излучаемого светодиодом, меняется. Например, белый светодиод может начать выглядеть более желтым или синим. Этот сдвиг цвета не только неприятен с эстетической точки зрения, но также может стать проблемой в приложениях, где важна точность цветопередачи, например, в фотографии или при внутреннем освещении.
Производители постоянно работают над разработкой более стабильных люминофоров, чтобы уменьшить эту проблему. Но на данный момент это все еще распространенный режим отказа, который необходимо учитывать.
6. Проблемы с печатной платой
Печатная плата, на которой установлен светодиод, также может вызывать проблемы. Если на печатной плате имеются дефекты пайки, это может привести к ухудшению электрических соединений. Неплотное паяное соединение может привести к прерывистому электрическому контакту, что может привести к мерцанию светодиода или его полному отключению.
Кроме того, материал печатной платы может расширяться и сжиматься из-за изменений температуры. Если коэффициент теплового расширения материала печатной платы не соответствует коэффициенту теплового расширения корпуса светодиода, это может создать механическую нагрузку на светодиод. Это напряжение может привести к появлению трещин в корпусе светодиодов или повреждению внутренних компонентов.
Чтобы гарантировать качество печатной платы,Цифровое (3C) тестирование продукцииможно использовать рентгеновский контроль.Рентгеновский неразрушающий контрольособенно полезен для обнаружения внутренних дефектов паяных соединений и печатной платы без необходимости разборки светодиодного модуля.
Как поставщик анализа отказов светодиодов, мы сталкивались со всеми этими режимами отказов бесчисленное количество раз. У нас есть опыт и инструменты для диагностики неисправностей ваших мощных светодиодов. Будь то перегрев, электростатическое разряд или любая другая проблема, мы можем помочь вам выяснить первопричину.
Если вы ищете мощные светодиоды или столкнулись с проблемами с существующей светодиодной продукцией, мы здесь, чтобы помочь. Наш углубленный анализ может не только помочь вам решить текущие проблемы, но и улучшить будущие конструкции светодиодов, чтобы предотвратить сбои. Поэтому не стесняйтесь обращаться к нам, если вы хотите обсудить покупку высококачественных светодиодов или вам нужна помощь в анализе неисправностей. Мы на расстоянии одного звонка или письма!
Ссылки
Смит, Дж. (2020). Справочник по светодиодному освещению. Издательство XYZ.
Джонс, А. (2019). Механизмы отказа электронных компонентов. ЭйБиСи Пресс.
Дэвис, Р. (2021). Достижения в области светодиодных технологий. Технические публикации.