提升戶(hù)外SMDLED 顯示屏的可靠性的方法

（一）封裝材料，PPA（聚鄰苯二甲酰胺），環(huán)氧樹(shù)脂，金屬的熱脹系數差異，在環(huán)境溫度變化或管子工作時(shí)溫升時(shí)造成LED 引線(xiàn)開(kāi)路，從而造成死燈，就是LED 戶(hù)外表貼顯示屏的“命門(mén)”所在。確切地說(shuō)，這只是“命門(mén)”的一個(gè)部分，或許還不是當前戶(hù)外SMDLED顯示屏可靠性問(wèn)題的最關(guān)鍵的部分。實(shí)際上，封裝材料與引線(xiàn)金屬的熱脹系數不同，熱脹冷縮造成LED內部應力的問(wèn)題是各種LED 管都有的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)業(yè)界十年以上的研究發(fā)展，已經(jīng)在很大程度上得到解決。眾所周知，直插式燈管的封裝材料也是環(huán)氧樹(shù)脂，引線(xiàn)也是金絲，而目前如346，546等經(jīng)典戶(hù)外用LED直插式燈管因引線(xiàn)熱脹系數差異引起的死燈現象已非常少見(jiàn)，可以說(shuō)問(wèn)題已基本解決?？梢?jiàn)封裝廠(chǎng)家在材料工藝上采取措施是可以有效地解決這個(gè)“命門(mén)”。事實(shí)上多數生產(chǎn)SMDLED的封裝廠(chǎng)家就已經(jīng)采取措施，也取得成效。SMDLED 產(chǎn)品出廠(chǎng)前檢驗中要進(jìn)行的包括高低溫存貯，高低溫沖擊，潮濕試驗，機械震動(dòng)和沖擊等例行試驗能有效地檢驗這一類(lèi)可靠性問(wèn)題。

（二）戶(hù)外SMDLED 封裝材料熱脹系數的差異的影響可能更多的是影響器件的密封性。首先，無(wú)論是SMDLED還是直插式燈管，其金屬引線(xiàn)（管腳）與樹(shù)脂的熱脹系數不同，在冷熱變化的情況下，它們的界面會(huì )出現細小的縫隙，久而久之，產(chǎn)生裂紋。環(huán)氧樹(shù)脂等封裝本身，因工藝的缺陷其致密性也有可能存在缺陷，這樣，水汽或其他有害氣體就可能侵入，造成危害。PPA材料吸濕性相對較大，在潮濕環(huán)境下其濕應力也會(huì )造成密封性缺陷。對此，必須在材料和封裝工藝方面尋找解決方法。制作戶(hù)外顯示屏，普遍采用封膠的辦法，能有效解決這個(gè)問(wèn)題?？上τ趹?hù)外SMDLED顯示屏，封膠的方法效果有限。眾所周知，直插式燈管封膠時(shí)是自PCB 板向上，一直封到管帽高度，且將部分管帽封住，也就是說(shuō)，把管腳出線(xiàn)處淹沒(méi)在密封膠里，只要保證密封膠與管子封裝材料的良好連接，就可以解決金屬引線(xiàn)與封裝樹(shù)脂的熱脹系數差異引起的密封性問(wèn)題。

（三）同樣，對于有害氣體如腐蝕性氣體、鹽霧等的危害，戶(hù)外SMDLED 顯示屏的抗御能力也比直插式燈管顯示屏要差很多。事實(shí)上，國內外知名廠(chǎng)商的在推出戶(hù)外SMDLED 器件和屏幕產(chǎn)品方面，是十分慎重和穩健的，有的廠(chǎng)商盡管室內SMDLED 已經(jīng)十分廣泛使用，仍然遲遲不推出用于戶(hù)外的SMDLED產(chǎn)品，這當然有他的原因。還有的廠(chǎng)商在制作戶(hù)外SMDLED 顯示屏時(shí)，盡管已經(jīng)采用適于戶(hù)外用的SMDLED器件，仍然使用專(zhuān)門(mén)設計的防護罩或采用其他防護措施，例如整體灌膠等。這樣當然增加成本和并且損失一些光能輸出，但是可靠性得到更大的保障。

（四）SMDLED 屏幕的制作，與直插式led燈管顯示屏最大的不同在于，直插式燈管的裝焊，采用波峰焊或人工手焊，而SMDLED 必須采用回流焊。波峰焊是將元器件插裝好以后，將PCB板通過(guò)熔融的焊錫池，這時(shí)受熱的是PCB板和元器件的引腳，以L(fǎng)ED管而言，受熱點(diǎn)在引線(xiàn)與PCB的接觸焊點(diǎn)處，距離LED 的 PN結一般有10mm左右。而回流焊完全不同，它是整個(gè)器件加熱的，在預熱階段，整個(gè)器件被加熱到150~200oC，焊接時(shí)的溫度更達到240~260oC，這樣LED 受熱的情況比起直插式燈管要嚴峻的多得多。

（五）元器件的濕度敏感等級對于回流焊前的準備工作極為重要。顯示屏所用的SMDLED和塑料封裝的各種元器件如貼片電阻、貼片電容都屬于非密封型固態(tài)表面貼裝組件。它們在存貯或進(jìn)行回流焊之前的工序中，如果吸收了濕氣，那么，當這類(lèi)封裝暴露在回流焊的高溫時(shí)，封裝內的蒸汽壓力會(huì )大幅增加，在特定狀況下，該壓力會(huì )造成封裝材料發(fā)生內部脫層從而脫離晶粒及（或）導線(xiàn)框/基座，或是發(fā)生未擴展到封裝外面的內部裂縫、或是邦定損傷、金屬線(xiàn)窄化、邦定翹起、薄膜裂縫、或邦定下方凹口等等損傷，以最嚴重的狀況來(lái)說(shuō)，這個(gè)應力會(huì )造成封裝外部裂縫，即稱(chēng)為“爆米花”的現象。

不僅僅是SMDLED ，凡屬SMD 器件的回流焊都必須高度重視，如果元器件不滿(mǎn)足濕敏條件，（塑封元器件都屬于這種類(lèi)型）都必須確保沒(méi)有水汽侵入，或在焊前進(jìn)行烘烤，否則，在過(guò)回流焊的時(shí)候就會(huì )發(fā)生脫層現象。損壞元器件。

（六）無(wú)論是室內用的LED還是戶(hù)外用的LED，也不分是何種封裝，直插式還是表面貼裝式，靜電放電都會(huì )造成損壞。而且靜電損傷具有隱蔽性、潛在性、隨機性和積累性，對于顯示屏的可靠性和壽命影響極大。只有在生產(chǎn)、運輸、存貯、處理的每一個(gè)環(huán)節都采取足夠的靜電防護措施，才能保證器件長(cháng)期安全有效的運用。

（七）用于戶(hù)外的LED 顯示屏，無(wú)論是直插式燈管還是SMDLED顯示屏，如何抵御紫外線(xiàn)的侵害，是一個(gè)重要的課題，紫外線(xiàn)會(huì )導致半導體材料性能的改變，降低LED 的發(fā)光效率，同時(shí)又使得封裝材料老化，降低氣密性和透明度，使得LED 的發(fā)光能力下降，屏幕亮度下降，而且環(huán)氧樹(shù)脂透明度降低，不僅出光效率下降，導致亮度下降，而且有更多的光被吸收，又使得結溫上升，最終影響管子的壽命。解決的途徑是采用抗紫外線(xiàn)性能好的封裝材料和膠水。

（八）實(shí)現和提升LED顯示屏的可靠性是一個(gè)系統工程問(wèn)題，涉及企業(yè)的方方面面。LED 燈管和SMDled芯片的可靠性是最重要的要素，除此之外，還要良好的設計、生產(chǎn)、安裝、使用和維護，可靠性工程說(shuō)到底是企業(yè)的綜合實(shí)力的集中體現。至于戶(hù)外SMDLED 顯示屏，作為L(cháng)ED顯示屏的新品種，其優(yōu)越性和發(fā)展前景毋庸置疑。但是畢竟歷史較短，經(jīng)驗也有限，積累的數據也不多，為了不斷提高戶(hù)外SMDLED顯示屏的性能和可靠性，需要全行業(yè)，上下游廠(chǎng)商共同努力，形成良好的互動(dòng)，相輔相成，共謀發(fā)展。當務(wù)之急，是制定相關(guān)標準。這已經(jīng)成為業(yè)內企業(yè)家和專(zhuān)家的共識，行業(yè)協(xié)會(huì )也已經(jīng)著(zhù)手委托業(yè)內有影響的廠(chǎng)商組織起草標準，不久將進(jìn)入評審報批階段，也希望得到更多的企業(yè)和專(zhuān)家的關(guān)注和支持。