图解:LED灯珠的脆弱性

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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SMDLED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。
　　一颗小水珠对LED产品有多严重?(图解)
　　1、在空气中长时间曝露以后：水分渗透到器件封装材料内
　　2、回流焊接开始：Temp
　　3、随着温度的升高：Temp>>100℃，水分蒸发，压力突增，导致剥离


剥离现象放大示意图

　　引线剥离示意
　　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。
　　《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(level3)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。