LED灯检测案例

        1.案例背景

        该产品用于医疗领域。牙医使用此LED作为光源。在使用白色LED一段时间后，会发生光衰减和蓝光现象。客户需要分析LED光衰减的故障机理，并提出改进建议。

        2.简要分析方法

        在外观检查中可以清楚地看到，OK状荧光层比NG状荧光层更亮。

        确定样本NG样品

        通过X射线荧光检查，在OK和NG样品的内部管线中未发现开路问题。

        类似于NG的X射线透视图        像OK一样的X射线

 

        将OK和NG切片，然后在金相显微镜下观察荧光层和芯片层，发现NG样品有故障，但OK样品没有故障。

 

        通过SEM/EDS分析，在OK状荧光体层中未检出镓（Ga）元素，在NG状荧光体层中未检出钾（K）元素，而在NG状荧光体层中检出Ga元素，未检出K元素。。

 

        3.分析与讨论

        在目视检查中，可以清楚地看到OK样品比NG样品荧光层更亮。LED光谱14表明，OK样品和NG样品在蓝色区域的发光强度基本相同，表明芯片基本上没有损坏，与荧光粉的发光面积有明显的区别，相对强度NG样品的蓝光为32％，大大低于OK样品的70％。

 

        OK和NG样品的光谱

 

        OK类和NG类荧光粉层的成分之间的差异基本上可以确定故障现象是由于工作过程中荧光粉的变性所致。故障机制如下：

        在元素分析中，我们可以看到Lu元素和K元素的存在。磷的效率随着钾离子浓度的增加而增加，并且其发光强度逐渐增加。当钾离子增加到一定值时，其发光强度逐渐降低。Lu离子将蓝光转换为黄光，然后蓝光和激发的黄光混合以发出白光。

        从温度测试中，我们发现发白光衰变NG样品的温度可以达到比发蓝光NG样品更高的温度，表明磷光体状况良好，但散热性能相对较差。，内部温度可在短时间内达到较高的温度。该产品用于医疗领域。牙医使用此LED作为光源。诊断患者需要一定的时间。诊断后将其关闭。下一位患者过来时，它将打开。一定时间后它将关闭。这样的往复运动导致LED灯达到更高的温度，然后每次工作时都下降到正常温度，然后上升到更高的温度然后冷却。往复循环导致包装材料膨胀和收缩，并且由于不同包装材料的热膨胀系数不同，结果，在高温和低温的连续变化期间，材料之间存在缺陷或裂缝。发现正常样本和失败样本都存在故障，这可能是因为正常样本已经处于失败启动状态。

 

        在发生故障之后，磷光体层与发光电极接触以产生电迁移。NG样品电极上的Ga离子迁移到荧光粉层中，而荧光粉层中的K离子应迁移到其他地方。随着K离子从磷光体层中迁移出来，磷光体粉末的发光效率持续下降，最终导致芯片发出的蓝光与磷光体层激发的黄光之间不匹配，从而导致正常现象。LED灯首先要经历光衰减。随着黄光的强度不断降低，最终发出蓝光。

 

        4.结论

        LED故障的光衰减和蓝光现象的可能原因：包装材料的热膨胀系数不同，LED中使用的磷光体的散热性能差，LED内部产生大量的热量，从而导致内部温度过高，从而导致内部温度过高。导致LED内部不同的层破裂或破裂，同时，工作电压的存在使电迁移的发生成为可能，导致K离子迁移，荧光层的发光效率随着K离子的连续迁移而降低，而且黄光的强度持续降低，因此故障样本该产品首先表现出光衰减，然后表现出蓝光。

        建议：
        1）优化系统的热性能参数。

        2）改善当前LED材料之间的热膨胀系数匹配差的问题。