硫化氫試驗(yàn)（H2S）

一應(yīng)用原理

當(dāng)產(chǎn)品在大氣中使用時(shí)，大氣環(huán)境會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品金屬表面形成水膜，而大氣中存在的硫化氫、二氧化硫、二氧化氮、氯氣等有害氣體會(huì)溶入金屬表面的水膜中，產(chǎn)生腐蝕性離子加速腐蝕的發(fā)生。近年來(lái)，環(huán)境的不斷惡化，使得腐蝕的發(fā)生幾率大大增加，每年電子、電器、通訊、計(jì)算機(jī)、LED等行業(yè)都因?yàn)楫a(chǎn)品在大氣中被腐蝕而損失慘重。為了減少損失，各行業(yè)積極應(yīng)對(duì)，致力于提高產(chǎn)品的耐腐蝕性能。金鑒實(shí)驗(yàn)室提供專業(yè)的硫化氫測(cè)試服務(wù)，幫助企業(yè)有效評(píng)估和提升產(chǎn)品的抗腐蝕能力，確保產(chǎn)品在惡劣環(huán)境中的可靠性。

二LED器件硫化試驗(yàn)

LED器件遭受硫化氫的侵襲，主要發(fā)生在鍵合線和支架反光層等含銀元素部位的化學(xué)反應(yīng)。金鑒實(shí)驗(yàn)室具備專業(yè)的測(cè)試設(shè)備，能夠?qū)ED器件進(jìn)行精準(zhǔn)的硫化氫氣體腐蝕試驗(yàn)，確保客戶的產(chǎn)品能夠滿足高標(biāo)準(zhǔn)的抗硫化要求。LED器件發(fā)生硫化的現(xiàn)象一般為短期內(nèi)較大的光衰以及鍵合線或支架發(fā)黑變色?？赡艿牧蚧瘹湮廴疽话銇?lái)自燈具的實(shí)際使用環(huán)境，例如用在石油化工企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的高棚燈，以及用于溫室大棚或植物工廠的植物生長(zhǎng)燈等。有時(shí)也會(huì)發(fā)生在燈具的生產(chǎn)制造過(guò)程中，例如使用了含有硫化氫的膠水，甚至還有發(fā)生在瓦楞紙箱由于回收紙漂白后為除硫，而含有超標(biāo)硫化氫，進(jìn)而污染侵蝕尚處于生產(chǎn)制程中的LED器件。因此，很多場(chǎng)合很難避免與硫化氫接觸。如果燈具的密封等級(jí)不高，就需要LED器件自身提升抗硫化能力。有時(shí)也不能把燈具氣密性做得太高，有可能會(huì)造成燈具點(diǎn)亮后溫度升高，密封的一些化學(xué)活躍物質(zhì)在溫度催化下產(chǎn)生有害氣體，此時(shí)不一定是硫化氫，一般稱為揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs，Volatile Organic Compounds)，美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署把除了CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外，所有能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物定義為VOCs。其中有些與LED器件是不兼容的，如果不能及時(shí)透過(guò)燈具的呼吸系統(tǒng)排放到環(huán)境當(dāng)中，也會(huì)造成燈具較嚴(yán)重的光衰。區(qū)別LED器件是受硫化氫污染還是受其他VOCs污染，可以將光衰的LED器件放在85℃烘箱內(nèi)烘烤8h以上，如果光通量能有所恢復(fù)，則說(shuō)明是非硫化氫污染，因?yàn)榱蚧慕Y(jié)果是生成硫化銀，是不可逆的反應(yīng)。而大部分VOCs與LED器件的反應(yīng)是生成不穩(wěn)定的絡(luò)合物，在VOCs背景環(huán)境濃度較低的時(shí)候，會(huì)發(fā)生逆反應(yīng)。進(jìn)行LED器件的硫化測(cè)試，目前國(guó)際上一般是依據(jù)IEC 60068-2-43：2003，國(guó)內(nèi)依據(jù)等效國(guó)標(biāo)GB/T 2423.20—2014，其核心內(nèi)容是硫化氫氣體要求和測(cè)試時(shí)長(zhǎng)。

三試驗(yàn)氣體

試驗(yàn)箱內(nèi)氣體應(yīng)滿足以下條件：硫化氫：

10×10-6~15×10-6（體積分?jǐn)?shù)）

溫度：

（25±2）℃

相對(duì)濕度：

75%相對(duì)濕度應(yīng)盡可能維持在75%，在任何情況下都不應(yīng)超過(guò)80%或低于70%。用能保證獲得均勻混合物的方法，在一定量的空氣中混合人硫化氫（任何方便的來(lái)源）、水蒸氣得到試驗(yàn)用氣體（要得到少量硫化氫均勻分布的混合氣體，可能需要分步進(jìn)行混合）。

四實(shí)驗(yàn)程序

金鑒實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行硫化氫測(cè)試時(shí)，嚴(yán)格按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)等效國(guó)標(biāo)，確保試驗(yàn)氣體的準(zhǔn)確性和可靠性。我們的專業(yè)團(tuán)隊(duì)會(huì)對(duì)每一個(gè)測(cè)試環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把控，確保測(cè)試結(jié)果的科學(xué)性。試驗(yàn)開始前應(yīng)測(cè)量穩(wěn)定條件下硫化氫的濃度、溫度以及相對(duì)濕度。在試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行定期檢測(cè)以確保這些條件能達(dá)到要求。1. 注意試驗(yàn)樣品在擺放時(shí)不應(yīng)相互接觸、覆蓋或遮蔽，以免阻擋試驗(yàn)氣體。2. 應(yīng)做好充分的預(yù)防措施以確保接觸點(diǎn)在暴露過(guò)程中不被干擾。3. 試驗(yàn)樣品暴露時(shí)接觸點(diǎn)應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范的規(guī)定斷開和（或）閉合。4. 試驗(yàn)樣品暴露時(shí)應(yīng)無(wú)電氣負(fù)載或由相關(guān)規(guī)范規(guī)定。5. 根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，試驗(yàn)樣品應(yīng)在試驗(yàn)氣體中連續(xù)暴露4d、10d或21d。6. 由于15ppm硫化氫濃度并不是很高，所以實(shí)踐中一般選取標(biāo)準(zhǔn)要求的最長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)，即21天，共計(jì)504h。有條件的情況下，應(yīng)每隔固定時(shí)長(zhǎng)，例如24h，記錄光通量變化情況。

五硫化改善方案

通過(guò)倒裝芯片，底部氣密性結(jié)構(gòu)，外部涂覆防硫化層，鍵合線濺射保護(hù)層等技術(shù)，可提升LED器件的抗硫化能力。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于大部分應(yīng)用場(chǎng)合，一般在IEC 60068-2-43：2003測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)下，LED器件的光通維持率要在90%以上，才能滿足實(shí)際環(huán)境的抗硫化要求。采用如圖3-73所示的抗硫化方案，例如表面濺射，可把LED器件，甚至是可靠性較低的2835器件光通維持率，提升到90%以上。

實(shí)戰(zhàn)案例《LED燈珠抗硫化氫氣體腐蝕能力試驗(yàn) 》

實(shí)驗(yàn)案例一

1. 前處理：將LED燈珠在 85℃烘烤4 小時(shí)，再進(jìn)行低溫（峰值溫度 180℃）回流焊，將樣品焊接到梅花板上。2. 依據(jù)CIE127、SJ/T 11394-2009及客戶要求對(duì)燈珠進(jìn)行光電參數(shù)測(cè)量，并記錄數(shù)據(jù)。3. 依據(jù) GB/T 2424.12-2014 及客戶要求進(jìn)行硫化氫氣體腐蝕實(shí)驗(yàn)。4. 試驗(yàn)結(jié)束后，再進(jìn)行一次光電參數(shù)測(cè)量，并記錄數(shù)據(jù)。

硫化氫氣體腐蝕試驗(yàn)前后燈珠外觀觀察

硫化氫氣體腐蝕試驗(yàn)前后燈珠光電性能測(cè)試對(duì)比

注：

該款燈珠在經(jīng)過(guò)硫化氫氣體腐蝕試驗(yàn)96H后，燈珠支架功能區(qū)出現(xiàn)發(fā)黑，光通量嚴(yán)重下降（超過(guò)20%），色溫出現(xiàn)明顯漂移，整個(gè)產(chǎn)品的壽命和可靠性將會(huì)大大降低。

實(shí)驗(yàn)案例二

依據(jù)AEC-Q-102 H2S測(cè)試項(xiàng)目，不同品牌光源的光通量維持率-時(shí)間變化趨勢(shì)對(duì)比測(cè)試，依據(jù)測(cè)試結(jié)果，委托單位選擇合適的光源應(yīng)用于車用指示燈產(chǎn)品。

相同支架、不同膠水和相同膠水、不同支架搭配后封裝成不同光源，在相同的氣體腐蝕。測(cè)試條件下做測(cè)試，光通量維持率不一樣，由此可確認(rèn)光源的防腐蝕性能與支架、膠水均有關(guān)聯(lián)，只有同時(shí)改善兩種材料才能提高光源的防腐蝕性能。

不同電鍍工藝的鍍金端子硫化測(cè)試后，表面腐蝕程度越嚴(yán)重，接觸電阻增加越大。