Ausfall von LEDs bei Nässe - was ist auf Halbleiterebene los?

Kürzlich bin ich auf zwei sehr unterschiedliche LEDs gestoßen, die aufgrund eines Einweichens ausgefallen sind, aber ein interessantes und fast identisches Fehlerverhalten aufweisen. Ich würde gerne verstehen, was drinnen los ist.

Nach dem Trocknen emittieren beide, aber nicht wie erwartet. Bei einem relativ hohen Strom (dh nahe ihrer maximalen Nennleistung) geben sie ein gleichmäßiges Licht ab, das mit dem Auge nicht von normalem Verhalten zu unterscheiden ist. Bei niedrigeren Antriebsströmen ist der Ausgang geringer als normal und flackert. Das (scheinbare) V _f schwankt. Bei noch niedrigeren Strömen, aber genug, um eine klare Emission zu erzielen, gibt es nichts.

Das erste ist ein 365 nm 1,2 W von LED Engin, das bei einer wässrigen Photokatalyse von Studenten verwendet wird, die es vermutlich nass gemacht haben. Dies wird von einem Tischvorrat abgezogen, damit ich es gründlicher testen kann. Der zweite ist ein roter 5050-Einzelemitter in einem Hecklicht, das von einem Sturm durchnässt wurde. Ein Fehler ist nur im Standlight-Modus erkennbar (Betrieb mit einem niedrigeren Antriebsstrom als bei Bewegung, angetrieben von einem 1F 5,5-V-Kondensator, den ich ursprünglich beschuldigt habe). Eine gründliche Trocknung machte keinen sichtbaren Unterschied (tatsächlich getrocknet, in DI-Wasser gespült, getrocknet, eine Stunde lang in einem 100 ° C-Ofen gebacken, in jedem Stadium getestet).

Dies ist hauptsächlich aus Neugier; Ich habe einige Hintergrundinformationen zum Halbleiterausfall, aber nichts dergleichen. Der Fehlermodus scheint interessant zu sein, da er sich bei niedrigem Strom durch höhere Ströme manifestiert.

led component-failure

— Chris H.
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Könnte ein dendritisches Wachstum aufgrund von Elektromigration auf dem PCB / LED-Gehäuse sein. Sobald diese eine Wasserwäsche bilden, werden sie nicht mehr entfernt.

— Isdi

@isdi Ich hatte die UV-Strahlung unter einem Mikroskop, wobei sie vor oder nach dem Entlöten außen sichtbar war. Ich kann das gleiche auf dem roten tun

— Chris H

Werden alle Ihre Tests mit direkt an die LED gelöteten Verbindungen durchgeführt?

— WhatRoughBeast

LED-Gehäuse sind nicht hermetisch wasserdicht verschlossen.

— Uwe

@Uwe ja, aber was ist drinnen passiert, wenn das Wasser (vermutlich) weggefahren wurde? Wenn es nass war und als Kurzschluss fungierte, konnte ich es verstehen, aber warum flackernder / schwankender Widerstand?

— Chris H

Antworten:

Ich denke, David ist auf dem richtigen Weg, hat es aber nicht gründlich erklärt. Dendritische Wucherungen und andere Verunreinigungen bilden einen parallelen Weg zur LED. Dies sind möglicherweise keine linearen, homogenen Pfade. Die Impedanz kann sich mit der Zeit, der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit usw. ändern. Eine Möglichkeit besteht darin, dass die Wärme der LED dazu beiträgt, den Pfad zu vervollständigen, sodass er heller und dunkler wird.

Wenn Strom verfügbar ist, der die LED auch dann leuchtet, wenn der alternative Pfad gesättigt ist, erscheint er konstant. Wenn der Strom leicht vom anderen leitenden Pfad aufgenommen werden kann, flackert er wahrscheinlich, wenn sich die Eigenschaften dieses Pfads ändern.

— Cristobol Polychronopolis
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-1

Genau wie bei einem Widerstand mit dem richtigen Wert parallel zur Diode.

— David
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Könnten Sie näher erläutern, wie dies das flackernde / schwankende V_f verursachen würde? Ein Widerstand allein scheint dies nicht zu verursachen, und ich kann nicht sehen, woher genügend Kapazität kommen würde - aber vielleicht fehlt es mir.

— Chris H

In der Regel wird das Flackern durch eine nicht instabile Stromversorgung verursacht. Und vor allem, wenn bei verschiedenen Testfällen genau das gleiche Flackern auftritt. Eine kleine Kappe parallel, die häufig die Instabilität der Versorgung behebt.

— David

Das war mein erster Gedanke an das Rot, das ich zu Hause getestet habe (und ich habe immer noch meinen Verdacht), aber das UV wurde an einer einfachen, aber zuverlässigen linearen Bankversorgung in der Arbeit getestet, wo ich ein besseres Kit habe. Insbesondere habe ich mich ein wenig bemüht, die Konstantstromleistung unserer Tischversorgungen für die LED-Spektroskopie zu charakterisieren, und diese ist die stabilste

— Chris H,