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金鉴无硫溴氯鉴定鉴定过的物料导致硫化案例集 发布时间:2016-07-22

焊锡膏

焊锡膏是一个复杂的体系,是由焊锡粉、助焊剂以及其它的添加物混合而成的膏体。焊锡膏在焊接高温下,其溶剂和部分添加剂会挥发,这些溶剂会通过LED灯珠缝隙或者硅胶的气孔渗入。锡膏中的助焊剂成分较为复杂,其活化剂成分通常含有少数卤素或有机酸成分,它作用能迅速消除被焊金属表面的氧化膜,降低焊料的表面张力,使焊料迅速铺展在被焊金属表面。而卤素通常使用的是氯和溴。而氯和溴的存在极易使灯珠发生氯化、溴化和化学不兼容性问题。


1. PCB板:

市面上生产的线路板均有一定含量的硫元素残留,尽管PCB线路板生产厂家在制程工艺中会清洗板材,消除含硫化学溶剂的残留,但普通的生产工艺较难完全清洗干净。


2. 含硫橡胶的电源线以及橡胶类的绝缘包装塑料:

硫化橡胶可在-65~250℃温度范围内长期保持弹性,并具有优良的电气性能和化学稳定性,能防水、耐臭氧、耐气候老化,加之用法简单、工艺适用性强,因此广泛应用于电子行业,作为电子元件的涂覆、灌封、包装材料。


3. 印刷线路板,外壳,塑胶:

PBB、PBDE、TBBP-A、PCB、六溴十二烷、三溴苯酚、短链氯化石蜡等卤素化合物经常作为阻燃剂,应用于印刷线路板,外壳,塑胶等物料。电源发热时,这些材料会挥发出含卤气体 ,含卤气体与酸性含氮水蒸汽结合时,会生成腐蚀性的有害气体,对LED造成腐蚀。另根据许多科学研究显示,卤素系阻燃剂已经成为日常环境中到处扩散的污染物,在燃烧与加热过程中会释放有害物质,威胁到人类身体的健康、环境和下一代子孙。卤素系阻燃剂的使用于LED环保性能相违背。因此金鉴检测建议LED材料供应商尽量选用无卤阻燃剂物料。


4. 锡膏助焊剂:

助焊剂里的活化剂成分通常含有少数卤素或有机酸成分,它作用能迅速消除被焊金属表面的氧化膜,降低焊料的表面张力,使焊料迅速铺展在被焊金属表面。而卤素通常使用的是溴/氯,能使银变成黑色溴化银/氯化银。


1. 电源:
某照明厂的T8灯管发生严重的硫化现象,委托金鉴查找硫元素的来源。由于靠近内置电源的灯珠发黑程度最严重,故金鉴对该电源做了LED电源排硫鉴定,发现电源上直插电阻硫元素的含量高达17%。该直插电阻与灯珠在密闭的高温环境烘烤后,灯珠出现发黑现象,这再次证明灯珠硫化发黑失效是由内置电源导致。因此金鉴建议客户对电源来料做排硫鉴定,并要求电源厂商提供LED电源无硫鉴定报告。


LED电源检测物料图片





测试样品列表:


LED电源无硫鉴定LED电源无硫鉴定


1. 塑料:
大多数的塑料都不耐老化,所以塑料类都需要加上各式的抗氧化剂来防止老化。含硫的有机化合物通常就有这种效果,所以很普遍的在使用。这类塑料需要加以管控。

2. 橡胶类: 
大多数的橡胶都是用硫黄做为固化剂,并用各式的含硫化合做为辅助固化剂及抗老剂。橡胶在固化后,通常需高温烘烤一阵子做为后续熟化,其目地是赶掉多余的硫黄及硫化物。像我们平常绑东西用的橡皮筋就是最典型的含硫臭味的例子。

3. 青稞纸:
LED节能灯管避免采用青稞纸作为电源的绝缘垫。


1. 灯板上的白油
某LED灯具厂的一批百万价值的T8灯管,存储在工厂的仓库内就出现灯珠大量硫化的现象,委托金鉴找出硫化的真凶。金鉴先取灯板上的不良灯珠做发黑初步诊断,发现是硫化是灯珠发黑的主因,然后对T8灯管做排硫检测,发现灯管内部有五种含不同浓度硫元素的物料。最后金鉴对这五种物料做疑似有害硫化物确诊,发现灯板上的白油为此次T8光源硫化的真凶。金鉴建议客户更换灯板物料,采用不含硫元素的灯板后,灯珠变色失效问题得到改善。


LED灯板 硫化

导致LED光源发黑的灯板


2. 含溴、氯元素的PCB绝缘层
LED的PCB板绝缘层中可能含溴、氯元素,而溴、氯等元素极易与银反应成卤化银,使支架发生变色失效,在有光的环境下,溴化银会分解成黑色银单质,氯化银的颜色会逐渐变深。在这里,金鉴澄清,并不是所有的含溴、氯元素绝缘层都会导致光源出现黑化的现象,但是我们确实遇到两个案例,发现铝基板的绝缘层导致LED光源镀银层溴化发黑。同时,电源的PCB绝缘层也可能存在同样的风险。电源发热时,这些材料会挥发出含卤气体 ,含卤气体与酸性含氮水蒸汽结合时,会生成腐蚀性的有害气体,对LED造成腐蚀。另根据许多科学研究显示,卤素系阻燃剂已经成为日常环境中到处扩散的污染物,在燃烧与加热过程中会释放有害物质,威胁到人类身体的健康、环境和下一代子孙。卤素系阻燃剂的使用于LED环保性能相违背。因此金鉴检测建议LED材料供应商尽量选用无卤阻燃剂物料。



扫描电镜下的铝基板绝缘层截面图


3. 铝基板的铝材表面S残留
通常对铝基板,我们常关注其导热性能、电气绝缘性、价格等,而常常会忽略掉铝基板的铝材是否有可能含硫、氯等有害物质。我们检测中发现,铝基板背面含硫,且容易导致光源硫化。


   铝基板铝表面EDS测试


4. 锡膏助焊剂
某些助焊剂里的活化剂成分含有少数卤素或有机酸成分,它作用能迅速消除被焊金属表面的氧化膜,降低焊料的表面张力,使焊料迅速铺展在被焊金属表面。而卤素通常使用的是溴/氯,能将银腐蚀变成黑色溴化银/氯化银。金鉴建议LED照明厂尽量选择无卤助焊剂。


    

由卤素助焊剂导致黑化的LED灯板


5. 含硫导电银胶
封装用导电银胶主要成分为环氧树脂和银粉填料。导电银胶含硫往往是银胶制备或者封装过程中受到污染。银胶被硫化,银胶发黑,颜色暗淡,会导致可靠性降低或失效。金鉴建议LED照明厂选择不含硫的银胶以及尽量避免银胶在封装过程出现硫化。


     

导电银胶硫化


6. 导线绝缘套管
灯具内需要用到的输入输出导线,其绝缘皮常用PVC材料,PVC材料在加热后挥发出有害氯化物导致灯珠发黑。除了PVC材料,电线表皮的绝缘材料还包括氟塑料、聚全氟乙丙烯、聚苯乙烯、氯化聚醚、聚酰胺(尼龙)等,这些材料成分中均有可能存在对灯珠有害的含氯成分。


导线绝缘套管导致氯化


7. 电解电容表皮
电解电容的表皮塑料起识别和保护作用,其也可能含有害氯成分,在电源工作时高温导致不稳定氯挥发导致光源氯化发黑。此外,电源常用的IC、整流桥、电感等也可能会含有有害硫、氯、溴成分,建议客户选用不含硫、氯、溴成分的电子元器件。


铝电解电容表皮导致氯化


8. 青稞纸
因青稞纸具有良好的机械强度,较高的电气强度,产品表面平整光滑,很多厂家使用了青稞纸包裹电源的方法起绝缘作用。但是,青稞纸容易出现硫的残留,这可能会导致LED灯珠硫化发黑,因此LED灯管避免采用青稞纸作为电源的绝缘垫。


青稞纸残留的硫导致灯珠硫化


9. 密闭空间里的油漆
油漆中的原油有含硫化物,其成分十分复杂,有单质硫、硫化氢、硫醇类、硫醚类、二硫化物等。其中活性硫化物,如硫化氢、硫醇和单质硫等能与银直接起化学反应。油漆原油中含有的油田水,会含有氯化钠、氯化镁和氯化钙等盐类。在原油加工中,氯化镁和氯化钙很容易受热水解,生成具有强烈腐蚀性的氯化氢。金鉴检测发现如果散热器上的油漆和LED光源在同一密闭空间内,如果油漆中含有硫,这就很容易导致光源硫化。


密闭空间里的油漆,对LED光源来讲是硫化高危品


10. 套管上的污染物
由于物料生产环境或者灯具的制造环境中存在含硫、氯、溴的物质,在不受控的情况下污染到灯具物料上,从而使灯珠出现硫化、氯化、溴化发黑。我们发现,灯带套管内部有含硫污染物,经疑是有害硫化物确诊试验确认此污染物导致了灯珠硫化。选用干净的物料和保持生产环境的洁净对避免灯珠出现硫化起有效作用。


塑料套管内部有含硫污染物导致硫化(套管材料不含硫)


11. 含硫橡胶
在LED生产、使用过程中,橡胶制品随处可见,而部分橡胶制品含有硫元素,诸如含硫手套、手指套、橡皮筋、橡胶材质的防静电桌布、干燥柜的密封圈、老化试验箱的橡胶密封圈等,这些都有可能成为硫化的源头。金鉴建议,加强橡胶类用品的使用管控,以减少LED硫化的几率。


含硫手套


12.灯具固定、密封用胶
在LED生产、使用过程中,常用到硅酮胶、室温固化胶、固定密封用黏胶剂等,这些材料中往往会含硫、氯元素成分。灯具生产中用于固定或者密封的胶水,如果量不大往往会被忽视。


含硫、氯的硅酮胶


13. 停车场里的汽车尾气
中国燃油含硫量为欧洲标准的15倍,严重超标,是大气污染的重要原因。汽油中有含硫有机物,在其点火燃烧的过程中,就会产生二氧化硫。在空气不太流通的停车场,高浓度的硫,极易导致LED灯发黑。 因此应用于停车场和隧道的LED要格外注意灯具的气密性。


停车场里含有高浓度的硫






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