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LED燈具散熱失效分析

2016-02-24  瀏覽量:1197

1、案例背景介紹

LED燈具樣品在老化過程中出現如圖1所示的失效現象:a、燈珠表面發黑;b、燈珠的封裝膠體脫落;c、燈珠封裝膠體發黑。客戶要求分析失效現象產生的原因,並判斷失效現象間是否存在聯系。

 

失效分析

圖1 燈具失效現象

 

 

2、分析方法簡述

外觀檢查過程中發現失效現象a中的表面黑色物質很容易被擦除,對其進行FTIR測試發現其為無機物,進壹步的SEM/EDS分析結果顯示褐色物質碳含量極高,且其形貌與燈具用於散熱的石墨材料非常相似,由此判斷其來源於燈具的散熱材料石墨;結構熱阻和紅外測溫顯示失效現象a不會對燈具散熱造成影響。

 

失效分析

圖2 FTIR測試結果

 

 

成分ConcUnits
C96.4wt.%
O3.6wt.%

 

失效分析

圖3 SEM/EDS測試結果

 

失效分析

圖4 熱學測試

 

對出現失效現象c的燈珠封裝膠體進行剖面分析,發現發黑的部位從LED芯片壹直延伸到燈珠表面,且越靠近芯片和膠體外表面,發黑現象越嚴重,這與有限元分析結果壹致;後續的燈具對流環境的模擬實驗發現燈具的散熱性能易受環境影響,且向下散熱的能力較差。

 

失效分析

 

3、結論

LED燈具老化過程中出現異常現象,其中燈珠表面黑色物質為外來物質,來源於樣品背部的導熱材料石墨,對燈具整體以及燈珠的散熱基本沒有影響;封裝膠體發黑和脫落的失效現象由燈具向出光方向散熱能力較差,膠體在相對密閉的空間內受到芯片熱量和密閉空間內積聚熱量的雙重作用產生。

 

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