硫化LED防硫化培训教材

防硫化培训教材●目录•1: 发生硫化的不良表现•2: 的封装工艺与结构•3: 发生硫化反应的环节•4: 如何预防硫化问题的发生1: 发生硫化的不良表现硫（S)，在工业上主要用于制作硫酸，硫化橡胶。

硫化橡胶是在生胶原料中添加适量硫磺及其他配料在一定温度下进行处理，生成线型分子相互交联形成网状结构，以增强橡胶的性能。

★什么是的硫化？的硫化是由于硫（S ²〄），或含硫物质在一定温度（热量促进分子运动加剧）、湿度（H2O)条件下，其中-2价的硫与+1价的银发生化学反应生成黑色2S的过程。

由于有机硅封装的产品具有高度透湿透氧的特性，故硫化反应在此类产品的应用过程中较为常见。

硫化后的表现为支架黑化不良，光通量下降明显。

•案例1 某客户采用3528H252 经贴板回流焊接后出现支架黑化封装前镀银支架硅胶工艺3528白光贴板回流焊接后，经老化之成品放置一段时间支架功能区与硅胶界面镀银层产生黑色颗粒•案例2 某客户采用3528H238用于3灯发光模组，经贴板回流焊接放置一段时间后出现支架黑化支架引脚部位也出现了黑色颗粒支架功能区、以及脚部位均出现了黑化现象•案例3 某客户采用3528H2411用于灯管，经贴板回流焊接放置一段时间后出现支架黑化正常品异常品•案例4 某客户采用3528H196用于照明灯具，经贴板回流焊接放置一段时间后出现支架黑化支架底部黑化现象较为严重，银层基本被完全腐蚀，露出内部铜材•案例6 某客户采用3528H322用于发光模组，经贴板回流焊接放置一段时间后出现支架黑化•异常品•正常品支架功能区黑化后，光通量严重降低•案例7 某客户采用5060H2383用于灯杯，经贴板回流焊接放置一段时间后出现支架黑化库存未使用进行正常老化实验无黑化现象发生通过观察同一颗发现：正极引脚发生黑化，而负极正常。

•案例8 某客户采用5060H2453用于照明灯具，经贴板回流焊接放置一段时间后出现支架黑化黑化的渐进过程•案例9 5730H2413用于照明灯具后出现支架黑化★黑化现象的不良分析案例一：2灯模组中，对3528出现黑化的引脚部位A、B点进行、分析，确认含有硫的成分，其含量约占所测成分的10%•元素扫描•后，对支架功能区、进行元素扫描分析与硅胶结合界面不含硫支架镀银层与硅胶结合界面含硫•后，对封装胶进行元素扫描分析与支架镀 银层结合 界面的硅 胶含硫•异常区域O K 0.00 0.00 K 0.73 2.17 S K 2.135.52 L 32.42 42.46 L62.0247.85L 2.70 2.00 100.00★ 黑化现象的不良分析案例二：通过、元素分析，支架无黑化现象部位 不含硫；支架黑化部位硫的含量约占2%•支架正常区域K0.34 1.28 L 96.38 95.59 L 3.29 3.13100.001.剖开发现功能区表面及封装胶底部呈现的黑化现象是一致性的。

2.附着的表面并无黑象。

3.化，硅胶体与支架镀层结合面存在黑化现象。

(硅)及存在，也有微量(备注:因有(硅)及 (硫)S 存)。

S 渗入•支架镀银层表面的黑色物质经能谱仪扫描含S元素，由此可断定为2S★总结：•综合以上不良案例及案例分析可以发现，目前应用端出现的黑化现象是由于支架镀银层发生硫化的不良表现，从统计的所有硫化案例来看，该不良主要发生于白光系列产品中。

硫化现象的发生与选用哪款芯片没有必然联系，大部分硫化不良主要发生于硅胶工艺（）封装的产品中，1硅树脂工艺发生硫化的几率则相对较低。

支架底部变黑的原因是外界的硫离子S²〄以空气中的水分子作为载体侵入灯内部支架层，在一定条件下生成硫化物导致。

从发生的各种不良案例来看，支架银层硫化的强烈、快慢程度与硫含量、以及温度、时间具有直接关系。

该些硫化物质或颗粒经分析发现除了大量(银)的信号之外，其次S(硫)的信号也非常明显，因此可以确定黑化问题是因为1+与S²〄产生反应所造成之化学反应；银对硫有很强的亲和力，加热时可以与硫直接化合成2S。

关于硫化银2S•硫化银（化学式：2S），是银的硫化物，标准情况下为黑色立方体晶系晶体，难溶与水。

自然届中主要以辉银矿和螺状硫银矿存在，也是银与硫化氢氧体接触时表面生成的黑斑的主要成分。

它有三种变体：单斜的螺硫银，176℃以下稳定；体心立方的辉银矿，176℃以上稳定；以及一种面心立方在586 ℃以上稳定的变体，它可以导电。

•硫和银混合不加热情况下直接化合，氧化银与硫加热生成硫化银和硫酸银，湿气存在下硫酸银被硫转化为硫化银，以及硫代硫酸钠与氧化银、硝酸银和其它可溶银盐反应，生成的硫代硫酸银不稳定分解，或可溶硫化物与银盐作用，都可以作为硫化银的制作途径。

硫化银不溶于氨水，但溶于卤金属氰化物和硝酸中。

室温空气中它是稳定的，真空加热到350℃时分解，空气中加热至1085 ℃以下时被氧化为硫酸银。

加热时可被氢氧还原。

•2: 的封装工艺与结构是表面粘著型发光二极管，适用于制程，主要由以下几个部分组成： a. 朔料外壳b. 透光胶体c. 粘接胶d. 芯片e. 芯片电极连接线f. 引脚支架脚基材为合金铜，外表面为镀银层.气密性能受制于外壳材质、以及外封胶体与外壳的结合性能。

目前系列白光为达到有效散热效果，降低光衰率，普遍采用高分子有机硅、硅树脂作为密封胶，而硅胶具有透氧透湿性，在耐高温方面尽管优于环氧（），但密封性不佳。

这就出现了当与含硫物质接触时，硫元素极易渗入支架功能区，从而发生镀银层被硫化的现象。

•主要的三种封装工艺•①环氧封装工艺主要作为普光封装胶水•②硅树脂封装工艺主要作为高亮度白光封装胶水•③硅胶封装工艺主要作为常规照明系列，且对于散热有较高要求的封装胶水优点：密封性好、抗震性强、防护能力好、成本低缺点：散热不佳、应力大、抗紫外能力弱优点：高折射率、高透光率，密封性能优于硅胶，散热能力介于环氧树脂和硅胶之间，具有树脂和硅胶的部分特性缺点：应力较硅胶大，高温焊接不当易出现胶裂/分层优点：散热性能好、应力较小、抗紫光能力强缺点：密封性不佳、防护能力弱、抗震性差、具有透氧透湿特性，用于户外时需对灯体结构进行二次防护处理•硅树脂封装工艺、硅胶封装工艺之白光抗硫化能力对比实验过程：将A、B、C、D、E、F六款不同的封装胶水（注：前三款为硅胶，后三款为硅树脂胶）的封装成品放在浓度为10%的硫磺水中浸泡，常温下存放24H，观察胶水的浸泡效果及回流焊后的效果。

硫化实验表明硅树脂工艺材料的抗硫化能力强于硅胶工艺材料，且硬度越高，抗硫化能力越强。

硬度对比：F＞E＞D＞(三款硬度相当）；抗硫化能力： A＜B＜C＜D＜E＜FA B C•硅胶工艺实验后，支架内部均出现了不同程度的支架功能区硫化的现象。

功能区严重硫化功能区中度硫化功能区中度硫化D E F•硅树脂工艺实验后，仅代号为D的胶水封装之材料出现支架边缘轻度黑化（硫化）的迹象。

支架边缘轻微渗透，出现黑化迹象功能区正常功能区正常•硅树脂封装工艺、硅胶封装工艺白光密封性能对比实验过程：将A、B、C、D、E、F六款胶水封装之白光进行红墨水渗透实验，其中A、B、C为硅胶工艺产品，D、E、F为硅树脂工艺产品，以此来检验各款胶水实际密封能力的好坏。

A B C•硅胶工艺实验后，支架内部均出现了不同程度的红墨水渗入支架底部的现象。

D E F•硅树脂工艺实验后，仅代号为F的胶水封装之材料出现少量红墨水从支架底部渗入的现象。

•结论：硅树脂工艺密封性能明显要优于硅胶工艺。

密封性方面F＞E＞D ＞C＞B＞A•3: 发生硫化反应的环节通过对出现硫化的应用不良样品和良品进行检测、排查，发现在应用端发生支架硫化的不良环节均发生经回流焊——老化——储存过程中。

应用产品的制作工艺流程：印制板裸板—（）—回流焊—（洗板水或其它化学溶剂）清洗—（电性）测试—通电老化★为查找硫的来源，通过追溯①可能含硫的核心原物料（支架、荧光粉、封装胶），②发生硫化的工艺流程，③客户端采用的、及相关物料进行分析，来逐一排查导致硫化之环节。

•追溯支架制程是否含硫C K 2.8720.95L97.1379.05100.00对已封装的正常品支架的功能区进行分析，确认支架本身不含硫。

•追溯荧光粉是否含硫目前主要采用以下两大系列荧光粉配制白光铝酸盐系荧光粉3+35O 12硅酸盐系荧光粉2+ ()24从化学分子式、以及物质资料来看，荧光粉本身是不含硫的。

•追溯硅胶是否含硫•追溯封装工艺制程是否含硫通过对制程、相关工艺条件、环境及辅料追溯，以及对良品在经过回流炉后进行高温环境实验，未在内部发现硫（S）的来源。

•通过对已经贴装，且出现黑化不良的样品进行分析，确认支架外部硫含量远高于内部，初步可判断硫的来源为支架外界回流焊接后逐渐渗入支架内部。

说明：表1、2中012、013取自支架功能区两个测试点；表3、4中的018取自支架引脚部位的1个测试点，019取自支架引脚焊锡膏上的1个测试点。

从数据来看，支架引脚上S的含量远远高于支架内部功能区，这表明硫元素从外界自然渗入。

•追溯应用成品是否含硫（分析案例一）经过对应用端提供的板材取不同的点进行扫描，确认含有一定的硫（S）元素存在。

这表明硫的来源与本身具有相关性。

•板材表面取样扫描1：说明：对铝基板材镀锡点1进行元素扫描发现硫元素（S）的含量约占0.63%。

并且检测位置不同，硫的含量并非一致。

•板材表面扫描2：说明：对铝基板材镀锡点进行元素扫描发现硫元素（S）的含量约占0.65%。

•追溯应用成品是否含硫（分析案例一）•3528H2521应用于日光灯管出现硫化说明：对4板材镀锡点1进行元素扫描发现硫元素（S）的含量约占1.91%。

说明：对4板材镀锡点2进行元素扫描发现硫元素（S）的含量约占1.72%。

•针对该产品在客户端出现的硫化异常现象，取同批库存品100，其中50常温25老化，另50放入高温高湿机（85℃/85）中20（正常老化为5）进行加速老化未发现类似硫化现象。

通过了解相关知识、制作工艺就能很容易明白为什么市面上很多都含有少量的S元素以材质分为：a.有机材质：酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、（聚酰亚胺）、等b.无机材质：铝、（钢）、（陶瓷）等。

取决于其散热功能的基材是由介电层（树脂、玻璃纤维），及高纯度导体（铜箔）二者所构成的复合材料•（印制线路板）的制作流程通过印制线路板的工艺流程来了解为什么会残留有硫。

•刷磨•微•重刷磨•高压冲洗•膨润•除胶渣•中和•整孔•微蚀•活化•还原•化学铜沉积•硫酸预浸•硫酸铜电镀•曝光•静置•显影•去脂 •微蚀 •硫酸预浸 •硫酸铜电镀 •氟硼酸预浸 •锡铅电镀 •水洗•去膜 •蚀铜 •去锡铅•刷磨•微蚀•纯水洗•吹干•冷却•绿漆涂布•预烘干燥•曝光•显影•烘烤29 / 41•撕防护胶带•成型•（冲床成型）•金手指斜边•开V槽•水洗清洁•电性测试•成品检验•（上预焊剂）•真空包装31 / 41•的内层制作流程•的外层制作流程•化学溶剂的使用在（印制电路板）制造技术，各种溶液占了很大的比 重，对印制电路板的最终产品质量起到关键的作用。