Le principali cause dell'invecchiamento dei display a LED riguardano problemi del processo di saldatura e problemi con la qualità del LED stesso o il processo di produzione, nello specifico come segue:
Problemi relativi al processo di saldatura:
Temperatura o tempo di saldatura eccessivi: durante il processo di incapsulamento, se la temperatura di saldatura supera l'intervallo di tolleranza del chip o della staffa LED o il tempo di saldatura è troppo lungo, ciò può causare affaticamento del metallo sui giunti di saldatura e danni da stress causati dalle differenze nei coefficienti di dilatazione termica dei materiali. Ciò può comportare l'allentamento della connessione tra il chip LED e la staffa, il distacco dei pad di saldatura e, infine, la luce fioca, lo sfarfallio o i LED spenti.
Misure anti-statiche insufficienti: i chip LED sono estremamente sensibili all'elettricità statica. Se nell'ambiente di produzione non sono presenti apparecchiature anti-statiche (come braccialetti antistatici o ionizzatori) o se gli operatori non mettono a terra correttamente, le scariche elettrostatiche possono rompere la giunzione PN all'interno del chip, provocando un aumento della corrente di dispersione o un guasto diretto, che si manifesta con luminosità non uniforme o blackout localizzati dopo l'illuminazione.
Difetti del processo di incapsulamento: se la pulizia dell'ambiente non viene controllata rigorosamente durante il processo di incapsulamento, polvere o impurità potrebbero aderire alla superficie del chip, formando percorsi conduttivi o bloccando l'area di emissione della luce-, causando cortocircuiti o ridotta efficienza luminosa. Inoltre, la polimerizzazione incompleta o la sigillatura insufficiente del colloide incapsulante possono consentire l'intrusione di umidità, accelerando l'ossidazione del metallo e l'invecchiamento del materiale.
Problemi di qualità dei LED o di processo di produzione
Difetti di qualità del chip: se il chip presenta difetti reticolari, drogaggio irregolare delle impurità o spessore dello strato di metallizzazione dell'elettrodo insufficiente durante il processo di crescita, la sua efficienza luminosa diminuirà gradualmente nel tempo, manifestandosi come luminosità ridotta o deriva della temperatura del colore. Inoltre, i danni ai bordi ruvidi causati dal processo di taglio dei trucioli possono diventare punti di concentrazione delle sollecitazioni, accelerando il decadimento della luce.
Problemi di copertura e collegamento dei cavi: uno spessore di rivestimento insufficiente o una scarsa resistenza alla corrosione del materiale di copertura possono facilmente portare all'ossidazione e alla ruggine dopo un uso a lungo termine-, con conseguente aumento della resistenza di contatto. Processi di incollaggio inadeguati del filo (come un'eccessiva curvatura del filo d'oro o giunti di saldatura a freddo) possono ridurre la stabilità della trasmissione di corrente, causando surriscaldamento localizzato o interruzione di corrente.
Invecchiamento del fosforo e dell'incapsulante: i fosfori subiscono la fotodegradazione sotto radiazioni ultraviolette a lungo-termine e in ambienti ad alta-temperatura, portando allo spostamento delle coordinate del colore. I colloidi incapsulanti (come silicone e resina epossidica) possono ingiallire o diventare fragili sotto le radiazioni ultraviolette, l'ossigeno e l'umidità, riducendo la trasmissione della luce e influenzando le prestazioni di dissipazione del calore.
Misure di prevenzione e miglioramento
Controllo del processo di saldatura:
Ottimizzare i parametri di saldatura (temperatura, tempo, pressione) per garantire giunti di saldatura completi e prevenire giunti di saldatura a freddo;
Dotare l'ambiente di produzione di apparecchiature anti-statiche e richiedere agli operatori di indossare indumenti anti-statici e di controllare regolarmente la resistenza di terra;
Mantenere una camera bianca di Classe 1000 nell'officina di imballaggio ed eseguire test di tenuta all'aria dopo l'imballaggio.
Test e screening dell'invecchiamento:
Invecchiamento con ispezione completa: esegui test di invecchiamento all'accensione (tipicamente 48{2}}72 ore) su ogni schermo per simulare condizioni di lavoro a lungo termine ed eliminare i prodotti che si rompono precocemente;
Fase di invecchiamento: eseguire innanzitutto l'invecchiamento a bassa-temperatura (ad esempio 40 gradi) per testare l'affidabilità della saldatura, quindi l'invecchiamento ad alta-temperatura (ad esempio 80 gradi) per accelerare l'invecchiamento del materiale e infine l'invecchiamento a-temperatura ambiente per verificare la stabilità;
Monitoraggio dei parametri: registra tensione, corrente, temperatura e altri dati in tempo reale e concentrati sull'analisi dei moduli con fluttuazioni anomale.
Importanza dei test di invecchiamento: i test di invecchiamento sono un passaggio fondamentale per migliorare l'affidabilità dei display a LED. Simulando condizioni di utilizzo estreme, può eliminare efficacemente i prodotti potenzialmente difettosi e ridurre il tasso di guasto successivo. Sebbene i test di invecchiamento possano ridurre la durata di alcuni LED, controllando adeguatamente il tempo di prova (ad esempio utilizzando la teoria della "curva della vasca" per testare solo il periodo di guasto iniziale), la perdita di durata può essere ridotta al minimo garantendo al tempo stesso la qualità.
