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一颗小水珠对LED灯珠有多严重?

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一个肉眼不可见,但是却分布在我们周围的水蒸气水滴会对LED灯珠造成多大的伤害?可能你会觉得危言耸听,但是事实却告诉我们,许多LED显示屏的事故就是这些微不足道的小水滴所造成的。

一颗小水珠对LED产品有多严重?

大气中的水分会通过扩散渗透到LED灯珠的封装材料内部。当SMD LED器件经过贴片贴装到 PCB 上以后,要流到回流焊炉内进行回流焊接。在回流区,整个器件要在 183 度以上 30-90s 左右,最高温度可能在 210-235 度(SnPb共晶),无铅焊接的峰值会更高,在 245 度左右。在回流区的高温作用下,LED器件内部的水分会快速膨胀,器件的不同材料之间的配合会失去调节,各种连接则会产生不良变化,从而导致LED器件剥离分层或者爆裂,于是器件的电气性能受到影响或者破坏。

破坏程度严重者,器件外观变形、出现裂缝等,大多数情况下,肉眼看不出来。但随着时间的流逝,裂缝会越裂越大,到最后形成电路不良。

为了检测封装厂所制造的LED灯珠具备足够的抗潮湿能力,避免出现上述引线剥离现象,IPC/JEDEC 定义了一套标准的『湿度敏感等级』 如下,有需要的人也可以到 JEDEC 官方网站下载J-STD-020D.1。

该文件确定非密封固态表面贴装器件(SMD)水分导致应力敏感分类级别,用于确定初步可靠性鉴定应采用的分类级别。一旦分类级别确定,SMD器件在封装、存放、处理过程中可以采取适当措施,并在装配焊接回流附着与/或修理操作过程中避免热与机械损坏。

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『湿度敏感等级』MSL (Moisture Sentivity levels),由小排到大,数字越小的表示其抗湿度能力越好;数字越大的,表示其可以曝露于环境湿气的时间要越短。

根据MSL标准,显示屏厂与工程商就很容易挑到一款品质合格的灯珠了,并且对LED灯珠在后续加工过程的封装、存放、处理有了明确的规定。由于此项标准对LED灯珠品质要求较高,敢采用的封装企业也非常少,国外的有科锐及日亚,国内则有美卡乐、雷曼、蓝科。

以等级3 (level 3)来举例说明,如果零件暴露在摄氏温度30°C与60%湿度以内的环境下,那么其存放时间就不可以超过 192小时 (其中需扣除LED封装厂的 24小时的曝露时间,所以LED显示屏厂就只剩下168小时(=192-24)的车间时间了),也就是说对于等级3的LED元器件从真空包装中取出后,就必须在168个小时内打件并过完Reflow (回流焊)。如果不能在规定时间内过完 Reflow,就必须要重新真空包装,最好是重新烘烤后再重新包装,因为重新烘烤后的时间就可以归零重算 。如果超过规定时间,则一定要重新烘烤后才能使用。

毁掉一块LED显示屏不需要强风暴雨,一颗小水滴足已。

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