任何種類的led燈珠按照封裝結(jié)構(gòu)來分解都可以簡單分為基體部分和外層封裝部分,外層封裝形式按照密封特點(diǎn)可以簡單分為氣密封和非氣密封兩種形式。氣密封的led燈珠一般都直接采用金屬或有機(jī)物把芯子裝配進(jìn)入外殼后,再進(jìn)行焊接或粘接。
氣密封的led燈珠內(nèi)部與空氣完全隔開,電性能在工作時不會受到濕度不斷變化的大氣影響,可靠性也較高。采用氣密封的led燈珠的電性能一般都對空氣濕度非常敏感,濕度的變化不光會對電信能造成明顯影響,甚至還會對PCBA可靠性直接造成影響。
因此,都是非采用氣密封不可的led燈珠。非氣密封的led燈珠為了保證性能盡可能不受到大氣環(huán)境影響過多,PCBA加工廠家一般都會采用環(huán)氧樹脂封裝,以保證元件具有一定的防潮性,介電性和強(qiáng)度。
1、采用半密封方式封裝的led燈珠
出于對led燈珠芯子的保護(hù)要求,此類led燈珠采用的環(huán)氧樹脂實(shí)際上并非只是在高溫下會形成穩(wěn)定,不可逆交聯(lián)結(jié)構(gòu)的熱固型環(huán)氧樹脂,而是在環(huán)氧樹脂中還加入了80%~90%的超細(xì)二氧化硅粉形成的混合物。
此類環(huán)氧樹脂在室溫時呈固態(tài),在一定溫度和壓力下很快形成凝膠態(tài),再在一定溫度下保持一定時間,環(huán)氧樹脂會快速形成穩(wěn)定的交聯(lián)結(jié)構(gòu),與硅粉一起徹底固化成具有一定強(qiáng)度,又一定防潮性,具有很高介電常數(shù),不燃燒的玻璃化環(huán)氧基包封層。
由于此類環(huán)氧樹脂在塑封時必須在150~180的高溫高壓下快速被注射進(jìn)入精密模具腔體。因此,塑封后的環(huán)氧樹脂層即使在200倍的顯微鏡下也不存在微細(xì)氣孔,密封性良好,可以滿足各類led燈珠芯組的密封要求。
但是,由于任何led燈珠的芯子都需要引線與電路聯(lián)通,而此類引線必須使用熱膨脹率與環(huán)氧包封層不同的金屬,因此,當(dāng)溫度出現(xiàn)變化時,在芯子引出線和環(huán)氧樹脂包封層之間還是會形成液體不能進(jìn)入,但氣體可以進(jìn)入的微細(xì)縫隙。這些微細(xì)的縫隙在一定時間內(nèi)仍然無法阻止各種氣體和水汽的緩慢滲入。
采用此類封裝方式的led燈珠一般也可稱為半密封led燈珠。
2、采用非氣密封方式封裝的led燈珠
采用非氣密封方式封裝的led燈珠一般都是各種電性能對濕度不太敏感的半導(dǎo)體器件,由于芯子組成材料多數(shù)都是在高溫下形成的固態(tài)化合物或氧化物,在常溫和一定濕度下化學(xué)穩(wěn)定性較高,因此,即使使用時存在一定濕度,也不至于對基本性能和可靠性造成決定性影響。
3、led燈珠濕度敏感等級
不同類型的led燈珠由于使用材料對濕度敏感程度的不同而分為不同等級,不同濕度敏感等級的電子元件在交付與使用前,必須采用不同方式的密封包裝形式,以防止從生產(chǎn)出來到使用期間在空氣中暴露時間過長而過量吸潮導(dǎo)致的各種質(zhì)量問題。按照吸潮對電性能影響程度的不同,led燈珠的濕度敏感等級可以劃分為8級,它們分別為;1、2、2A、3、4、5、5A、6八個級別。
數(shù)字越大,表示該led燈珠對濕度的敏感等級越高,在包裝盒轉(zhuǎn)運(yùn)時必須有嚴(yán)格的包封方式和明確的儲存時間和溫度及濕度要求。
對于二氧化錳做陰極的片式鉭電容器,它的濕度敏感等級是3級,而對于陰極采用3,4乙烯二氧噻吩(聚噻吩)導(dǎo)電高分子材料的片式鉭電容器,由于其陰極有較強(qiáng)的親水性,因此,它的濕度敏感等級為5A級。
4、不同濕度敏感等級所需采用的封裝方式
根據(jù)大量實(shí)際經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì),濕度敏感等級小于2級的電子元件,在轉(zhuǎn)運(yùn)和儲存時均無需使用可以防止吸潮的真空包裝,只是做好強(qiáng)度和防靜電包封就可以滿足要求。
這類led燈珠即使在空氣中暴露時間較長(一星期至數(shù)月),如果不考慮引腳氧化和表面活性下降對可焊性影響,吸潮程度較低,對電性能基本沒有影響。而濕度敏感等級為3級以上的led燈珠,在轉(zhuǎn)運(yùn)和儲存期間,必須使用可以防止吸潮的真空包裝,而且在濕度為40%以上的空氣中暴露時間不能超過24小時。
如果因?yàn)槿魏卧蛑率乖擃恖ed燈珠在空氣中放置時間超過24小時,在焊接使用前必須對該led燈珠進(jìn)行一定溫度,一定時間的烘干去潮氣處理。否則,當(dāng)進(jìn)行自動的載流焊接或波峰焊接時,由于在180度以上停留時間會超過90秒,內(nèi)部吸附的水汽會迅速瞬間氣化,導(dǎo)致led燈珠內(nèi)部瞬間壓力過高,造成外包封層破裂或電性能失效。
此類現(xiàn)象有人形象地成為‘爆米花’現(xiàn)象。造成這一現(xiàn)象的原因,主要是因?yàn)槲降乃衷跉饣瘯r,一個體積的水會變?yōu)?0倍的摩爾體積,破壞性可想而知。
5、led燈珠的潮氣處理
對于由于在轉(zhuǎn)運(yùn)和儲存過程中嚴(yán)重吸潮的3級以上的led燈珠,如果在PCBA加工過程中使用手工焊,則使用前不必繼續(xù)去潮氣處理,待通電時其內(nèi)部吸附的水汽會緩慢釋放出來,對外觀和性能基本沒有影響。
如果使用載流焊接或其他自動焊接方式,必須在使用前進(jìn)行一定溫度和一定時間的徹底去潮處理。對于片式鉭電容器,經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn),我們推薦的去除潮氣的溫度和時間為;125/12小時,85度/48小時。
以上時間和溫度適用于D殼以上的體積較大產(chǎn)品。如果體積較小,則時間可以適當(dāng)縮短。具體時間以實(shí)驗(yàn)為準(zhǔn)。
實(shí)際上半密封的led燈珠在轉(zhuǎn)運(yùn)和儲存上使用真空包封還有另外一個目的,那就是防止引線由于高溫高濕而氧化或表面活性喪失。
總的來說,對于半密封的各類led燈珠在轉(zhuǎn)運(yùn)和儲存過程中進(jìn)行嚴(yán)格的防潮,是保證led燈珠可靠性的非常必要的手段。此點(diǎn)請制造者和使用者務(wù)必注意。