Défaillance des LED sur le mouillé - que se passe-t-il au niveau des semi-conducteurs?


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Récemment, j'ai rencontré deux LED très différentes qui ont échoué en raison d'un trempage, mais avec un comportement de panne intéressant et presque identique. J'aimerais comprendre ce qui se passe à l'intérieur.

Une fois séchés, les deux émettent, mais pas comme prévu. À un courant raisonnablement élevé (c'est-à-dire proche de leur intensité maximale), ils donnent une lumière constante qui, à l'œil nu, ne se distingue pas d'un comportement normal. À des courants d'attaque plus faibles, la sortie est inférieure à la normale et scintille. Le V f (apparent) fluctue. À des courants encore plus faibles, mais suffisamment pour que la normale donne une émission claire, il n'y a rien.

Le premier est un 365 nm 1,2 W de LED Engin utilisé dans une photocatalyse aqueuse par des étudiants de premier cycle qui l'ont probablement mouillé. Ceci est exécuté sur une alimentation de banc afin que je puisse le tester plus en profondeur. Le second est un seul émetteur rouge 5050 dans un éclairage de vélo arrière qui s'est trempé dans une tempête. L'échec n'est apparent qu'en mode standlight (fonctionnant avec un courant d'entraînement plus faible qu'en cas de mouvement, alimenté par un condensateur 1F 5,5V que j'ai initialement blâmé). Un séchage en profondeur ne faisait aucune différence visible (en fait séché, rincé à l'eau DI, séché, cuit au four à 100 ° C pendant une heure, testé à chaque étape).

C'est principalement par curiosité; J'ai des antécédents en matière de défaillance des semi-conducteurs, mais rien de tel. Le mode de défaillance semble intéressant dans la façon dont il se manifeste à faible courant par des courants plus élevés qui semblent bien.


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Peut être une croissance dendritique due à l'électro-migration sur le boîtier PCB / LED. Une fois que ceux-ci forment un lavage à l'eau, ils ne s'en débarrasseront pas.
isdi

@isdi J'ai eu l'ultraviolet sous microscope avec une note visible à l'extérieur avant ou après le dessouder. Je peux faire la même chose sur le rouge
Chris H

Tous vos tests sont-ils effectués avec des connexions soudées directement à la LED?
WhatRoughBeast

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Les boîtiers LED ne sont pas hermétiquement fermés et étanches
Uwe

@Uwe oui, mais que s'est-il passé à l'intérieur, une fois que l'eau a (vraisemblablement) été chassée? S'il était mouillé et agissait comme un court-circuit, je pouvais le comprendre, mais pourquoi une résistance vacillante / fluctuante?
Chris H

Réponses:


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Je pense que David est sur la bonne voie, mais n'a pas expliqué en détail. Les croissances dendritiques et autres impuretés forment un chemin parallèle à la LED. Maintenant, ceux-ci peuvent ne pas être des chemins linéaires et homogènes ... l'impédance peut changer avec le temps, la température, l'humidité, etc. Une possibilité est que la chaleur de la LED aide à compléter le chemin, de sorte qu'elle s'éclaircit et s'assombrit.

Si vous avez du courant disponible qui gardera la LED allumée même lorsque le chemin alternatif est saturé, il apparaîtra stable. Si le courant peut être facilement absorbé par l'autre chemin conducteur, il clignotera probablement lorsque les propriétés de ce chemin changeront.


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Tout comme vous obtiendriez en mettant une résistance de la bonne valeur parallèle à la diode.


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Pourriez-vous nous expliquer comment cela provoquerait le V_f vacillant / fluctuant? Une résistance seule ne semble pas causer cela, et je ne vois pas d'où proviendrait suffisamment de capacité - mais peut-être que je la manque.
Chris H

En règle générale, le scintillement est provoqué par une alimentation électrique non extensible. Et en particulier lorsque vous obtenez exactement le même scintillement avec différents cas de test. Un petit capuchon en parallèle, qui corrige souvent l'instabilité de l'offre.
david

ce fut ma première pensée sur le rouge, que j'ai testé à la maison (et j'ai toujours mes soupçons) mais les UV ont été testés sur un banc linéaire basique mais fiable au travail, où j'ai un meilleur kit. En particulier, j'ai mis un peu d'effort à caractériser la sortie de courant constant de nos fournitures de banc pour la spectroscopie LED, et celle-ci est la plus stable
Chris H
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