Falla de los LED en mojado: ¿qué sucede a nivel de semiconductores?


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Recientemente me he encontrado con dos LED muy diferentes que han fallado debido a un remojo, pero con un comportamiento de falla interesante y casi idéntico. Me gustaría entender qué está pasando adentro.

Una vez secos ambos emiten, pero no como se esperaba. A una corriente razonablemente alta (es decir, cerca de su clasificación máxima) proporcionan una luz constante que a simple vista no se distingue del comportamiento normal. Con corrientes de accionamiento más bajas, la salida es inferior a la normal y parpadea. La (aparente) V f fluctúa. A corrientes aún más bajas, pero lo suficiente como para dar una emisión clara, no hay nada.

El primero es un 365 nm 1.2 W de LED Engin utilizado en una fotocatálisis acuosa por estudiantes universitarios que presumiblemente lo mojaron. Esto se ejecuta con un suministro de banco para que pueda probarlo más a fondo. El segundo es un emisor único rojo 5050 en una luz trasera de bicicleta que se empapó en una tormenta. La falla solo es aparente cuando está en modo de iluminación (funciona con una corriente de accionamiento más baja que si está en movimiento, alimentado por un condensador de 1F 5.5V al que culpé inicialmente). Un secado completo no hizo ninguna diferencia visible (de hecho, se secó, se enjuagó en agua desionizada, se secó, se horneó en un horno a 100 ° C durante una hora, se probó en cada etapa).

Esto es principalmente por curiosidad; Tengo algunos antecedentes en fallas de semiconductores, pero nada como esto. El modo de falla parece interesante en la forma en que se manifiesta a baja corriente por corrientes más altas.


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Podría ser un crecimiento dendrítico debido a la electro-migración en la carcasa de PCB / LED. Una vez que se hayan lavado con agua, no se eliminarán.
isdi

@isdi He tenido el UV bajo un microscopio con una nota visible en el exterior antes o después de desoldarlo. Puedo hacer lo mismo con el rojo
Chris H

¿Todas sus pruebas se realizan con conexiones soldadas directamente al LED?
WhatRoughBeast

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Las carcasas de LED no están herméticamente selladas al agua.
Uwe

@Uwe sí, pero ¿qué pasó dentro, una vez que el agua ha sido (presumiblemente) expulsada? Si estaba mojado y actuando como un corto, podría entenderlo, pero ¿por qué la resistencia fluctuante / fluctuante?
Chris H

Respuestas:


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Creo que David está en el camino correcto, pero no lo explicó completamente. Los crecimientos dendríticos y otras impurezas forman un camino paralelo al LED. Ahora, estos pueden no ser lineales, caminos homogéneos ... la impedancia puede cambiar con el tiempo, la temperatura, la humedad, etc. Una posibilidad es que el calor del LED ayude a completar el camino, de modo que se ilumine y atenúe.

Si tiene corriente disponible que mantendrá el LED encendido incluso cuando la ruta alternativa esté saturada, aparecerá estable. Si la otra ruta conductora puede absorber fácilmente la corriente, probablemente parpadeará a medida que cambien las propiedades de esa ruta.


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Justo como lo obtendrías poniendo una resistencia del valor correcto paralela al diodo.


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¿Podría ampliar cómo eso causaría el parpadeo / fluctuación de V_f? Una resistencia sola no parece causar esto, y no puedo ver de dónde vendría suficiente capacitancia, pero tal vez me la estoy perdiendo.
Chris H

Por lo general, el parpadeo es causado por una fuente de alimentación no estable. Y particularmente cuando obtienes exactamente el mismo parpadeo con diferentes casos de prueba. Un pequeño límite en paralelo, que a menudo corrige la inestabilidad del suministro.
David

Ese fue mi primer pensamiento sobre el rojo, que probé en casa (y todavía tengo mis sospechas), pero el UV se probó en un suministro de banco lineal básico pero confiable en el trabajo, donde tengo un mejor kit. En particular, he puesto un poco de esfuerzo en caracterizar la salida de corriente constante de nuestros suministros de banco para espectroscopía LED, y este es el más constante
Chris H
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