行業(yè)現(xiàn)狀

成本驅(qū)動(dòng)模式，驅(qū)動(dòng)著技術(shù)的發(fā)展，LED行業(yè)也離不開這個(gè)模式。LED下游應(yīng)用不斷推陳出新，推出瓦數(shù)更高、散熱結(jié)構(gòu)更小、成本更低的光源、燈具。這些產(chǎn)品在熱處理上帶來了極大的難題，同時(shí)也給LED燈珠提出了更苛刻的可靠性要求，特別是在防硫化、防氧化、防溴化。

眾所周知，LED亮度衰減是因?yàn)殄冦y層發(fā)黑造成。

發(fā)黑，可以是硫化現(xiàn)象，指的是由于環(huán)境中的硫（S）元素在一定溫度與濕度條件下，其中－2價(jià)的硫與＋1價(jià)的銀發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成黑色Ag2 S的過程；

也可以是氧化現(xiàn)象，指的是由于環(huán)境中的氧（O）元素在一定溫度與濕度條件下，其中－2價(jià)的氧與＋1價(jià)的銀發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成黑色Ag2 O的過程；

也可以是溴化現(xiàn)象，指的是由于環(huán)境中的溴（Br）元素在一定溫度與濕度條件下，其中－1價(jià)的溴與＋1價(jià)的銀發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成淺黑色AgBr的過程。

當(dāng)然，其他的6A、7A族的元素同樣有可能進(jìn)入LED燈珠封裝體內(nèi)部致使鍍銀層變色而降低LED燈珠的亮度。

如何解決發(fā)黑問題？

那么，這些硫、氧、溴等物質(zhì)是從哪里進(jìn)入到LED燈珠封裝體的內(nèi)部與鍍銀層發(fā)生反應(yīng)的，了解這個(gè)進(jìn)入通道，對我們解決發(fā)黑問題有著決定性的意義。

各種通道是否都能有效地阻斷成為我們解決問題的關(guān)鍵。

圖1

有機(jī)硅、硅樹脂（這里統(tǒng)稱為硅膠）被普遍用來作為LED燈珠的封裝膠，其具有一定的透濕透氧性，特別是在高溫的環(huán)境下，硫、氧、溴等元素很容易穿透硅膠進(jìn)入到LED燈珠封裝體內(nèi)部。

1、業(yè)界采用的方法1：硬硅膠封裝

目前，大多數(shù)LED封裝廠采用硬度更高的硅膠作為LED燈珠的封裝膠材可以延緩發(fā)黑的時(shí)間，但硬度更高的硅膠帶來的應(yīng)力問題增加了LED燈珠封裝體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的可靠性風(fēng)險(xiǎn)。在熱脹冷縮的情況下，LED燈珠內(nèi)部的鍵合線容易被拉斷導(dǎo)致功能性失效。然而，即便用了硬度更高的硅膠，硅膠的玻璃轉(zhuǎn)移溫度只有50－70℃，在高溫狀態(tài)下，硅膠的分子結(jié)構(gòu)的間隙變大，硫、氧、溴等物質(zhì)同樣很容易便進(jìn)入到LED封裝體內(nèi)部與鍍銀層發(fā)生反應(yīng)。

圖2

2、業(yè)界采用的方法2：硅膠表面涂布有機(jī)阻氣材料

因此，也有不少LED封裝廠仍然采用較軟一點(diǎn)的硅膠，在LED燈珠封裝體表面涂布一層有機(jī)阻氣材料，在延緩發(fā)黑時(shí)間的同時(shí)，避免了硬度高的硅膠的應(yīng)力問題。

圖3

不難看出，采用硬度更高的封裝膠或表面涂布有機(jī)阻氣材料，這兩種解決發(fā)黑問題的方法都只是在膠體正面通道（1）做了改善，其他通道仍然沒有阻斷，硫、氧、溴等物質(zhì)輕而易舉的進(jìn)入到LED燈珠封裝體內(nèi)部，這兩種方法效果甚差。更甚者，涂布在LED燈珠表面，在后期的加工中，有機(jī)阻氣層容易被磨損。同時(shí)，有機(jī)阻氣材料長期在高溫環(huán)境下容易降解、發(fā)生分子裂變而開裂，最終還是起不到有效的保護(hù)作用。

圖4

3、業(yè)界采用的方法3：鍍銀層涂布有機(jī)阻氣材料

由于貼片型的LED結(jié)構(gòu)決定，（2）、（3）通道的阻隔難度相當(dāng)大，這也是目前的LED封裝行業(yè)的技術(shù)瓶頸。阻斷通道，難上加難，要有效解決發(fā)黑問題，只能在鍍銀層表面做徹底的保護(hù)。部分LED封裝廠在鍍銀層表面涂布有機(jī)阻氣材料，即便未能通道未阻斷，硫、氧、溴等物質(zhì)進(jìn)入LED封裝體內(nèi)部也無法與鍍銀層發(fā)生反應(yīng)。

圖5

然而，這種有機(jī)阻氣材料的厚度和一致性較難掌控，重要的是有機(jī)材料長期在高溫環(huán)境下容易降解，發(fā)生分子裂變，有機(jī)阻氣層開裂，最終還是起不到很好的保護(hù)作用。

圖6

斯邁得半導(dǎo)體的解決方案

鴻利智匯集團(tuán)全資子公司斯邁得半導(dǎo)體有限公司在解決發(fā)黑問題上采用先進(jìn)、前沿、獨(dú)特的PPL技術(shù)，在鍍銀層表面沉積一層無機(jī)物，該無機(jī)物具有優(yōu)異的致密性，有效阻隔硫、氧、溴等物質(zhì)與鍍銀層的反應(yīng)。同時(shí)，其具有持久穩(wěn)定的化學(xué)性能，在耐腐蝕、耐高溫上有非常突出的表現(xiàn)，徹底解決硫化、氧化、溴化引起的發(fā)黑問題。采用本公司的PPL技術(shù)量產(chǎn)的產(chǎn)品在110℃高溫條件下的硫化實(shí)驗(yàn)比普通產(chǎn)品的水平高出40％。

不同防硫化方法防硫效果對比：

高溫老化實(shí)驗(yàn)對比：

高溫老化、硫化前后對比

PPL技術(shù)，重新賦予了LED燈珠壽命長的特性，結(jié)合PPA、PCT注塑成型的支架載體所封裝的LED燈珠在絕大多數(shù)的應(yīng)用中可實(shí)現(xiàn)壽命（L70）長達(dá)50000小時(shí)以上，PPL技術(shù)將在更嚴(yán)苛的應(yīng)用中大放異彩。

2017年1月份，斯邁得半導(dǎo)體的PPL無硫化產(chǎn)品解決方案在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)首家量產(chǎn)。推出的PPL無硫化工藝解決方案可以覆蓋全系列SMD、SMC、EMC產(chǎn)品，可以徹底解決硫化問題，截止目前，已經(jīng)申請3份發(fā)明專利。

另外，EMC3030／5050／7070產(chǎn)品使用更廣泛。在戶外照明中，尤其是EMC5050產(chǎn)品，1W情況下可以達(dá)到光效240LM／W，結(jié)合PPL防硫技術(shù)，SMC封裝，可靠性更高，SMC5050／7070產(chǎn)品會(huì)在戶外產(chǎn)品應(yīng)用中得到一個(gè)突飛猛進(jìn)的增長。同時(shí)，也會(huì)廣泛應(yīng)用在大功率產(chǎn)品、汽車照明等領(lǐng)域。