왜 등유로 인해 빨간색 LED가 켜지지 않습니까?

나는 처음 에 이것을 chemical.stackexchange에 게시 했지만 아무런 대답도 얻지 못했기 때문에 여기에 다시 게시하고 있습니다.

간단히 말해 연료에 담긴 전자 제품이 있으며 (등유는 그 중 하나임) RGB LED를 사용합니다 ( 데이터 시트는 여기를 클릭하십시오 ). 외함의 밀봉 문제로 인해 등유는 PCB에 들어가서 덮을 수있었습니다. 흥미로운 것은 PCB에 미치는 영향입니다. RGB LED 모듈의 빨간색 LED가 완전히 켜지지 않는다는 사실을 제외하고 PCB의 기능은 완전히 영향을받지 않았습니다. 우리는 등유에 2 개의 새로운 PCB를 하루 동안 담근 다음 꺼내어 전원을 켜고 빨간색 LED가 완전히 켜지지 않는 것을 확인하여 수동으로 직접 복제했습니다. 녹색과 파란색 LED는 계속 잘 켜집니다.

고장난 보드를 검사하면 다른 전기적 결함이 없음을 알 수 있습니다. 점등을 완전히 멈추는 것은 빨간색 LED 일뿐입니다. 장애 상태에서 각 LED의 순방향 전압을 측정했지만 오류를 설명하는 큰 차이는 발견하지 못했습니다.

PCB를 건조시킨 후 빨간색 LED가 다시 작동하기 시작합니다. 따라서 문제는 영구적이지 않습니다.

데이터 시트의 마지막 페이지를 보면 LED 재료가 AlGaInP / GaAs 로 표시됩니다 . 등유와 이러한 재료 사이 에 적색 LED 만 작동하지 않는 이유를 설명하는 명확한 반응이 있습니까?

업데이트 1 : 다음 실험을 수행했습니다.

• LED에 등유가 떨어지고 있습니다.
• 작동하는 동안 PCB + LED를 등유에 담그기

(오늘 후반에 추적 할 비디오)

두 경우 모두 LED에 미치는 영향이 감지되지 않았으며 계속 정상적으로 작동했습니다. 이것은 등유와 LED 사이의 문제가 순전히 광학적 인 문제 가 아님을 나타냅니다 . 지금까지 문제는 한동안 등유에 LED를 담근 후에 만 ​​발생했습니다.

업데이트 2 : LED가있는 신선한 PCB를 가져 와서 (LED로 테스트하지는 않았지만) 등유에 담갔습니다. 나는 작동하지 않는 동안 몸을 담근 후, 물기가 없어진 후 작동을 재개 한 후 몸을 담그기 전에 LED 사진을 가까이에서 촬영했습니다.

사진이 보여주는 것은 작동하지 않는 기간 동안 LED 렌즈에 눈에 띄게 팽창 한 것입니다. 벌지가 줄어들면 LED가 다시 켜집니다.

불행히도, 나는 그것이 작동을 멈추는 정확한 순간을보기 위해 PCB에 카메라를 설치하지 않았습니다. 작동을 멈추기 전에 약 1 시간 동안 담가 두었습니다. 나는 매번 LED를 확인한 후 LED 밝기에 변화가 없음을 알았습니다. 나는 그것을 한 번 확인하기 위해 왔고 그것은 단지 벗어났다. 나의 의심은 변화가 갑자기 일어난다는 것이다.

붓기로 판단하면 내부적으로 무언가를 움직이는 기계적 손상이 있고 붓기가 멀어지면 다시 제자리로 돌아갑니다.

왼쪽 : 등유에 적신 LED; 오른쪽 : 일반 LED

담근 후 실패 상태의 LED

일반 LED

왼쪽 : 등유에 적신 LED를 건조 상태로 방치 한 후 작동 상태로 유지합니다. 오른쪽 : 일반 LED

건조한 상태로 방치 한 후 작업 조건에있는 등유에 적신 LED

순방향 전압을 측정했지만 변화가 없었습니다.

물리적으로, 이것은 반도체 인터페이스가 여전히 이전과 같은 속도와 파장으로 광자를 생산한다는 것을 의미합니다.

그래서, 그 광자에 어떤 일이 발생합니다.

당신이해야 할 일은 동일한 파장 (예 : 다른 LED 중 하나)의 적색 광선의 작동 원을 얻고 "기증자"LED에서 "렌즈"재료를 추출하는 것입니다.

예를 들어 면도날로 절단하여 등유에 재료를 담그기 전과 후에 적색 광선의 투과를 테스트합니다.

렌즈가 작기 때문에 아마도 바늘로 구멍을 뚫은 구멍이있는 골판지와 같은 것을 사용해야합니다 (구멍이 작아지지 않도록하십시오. 많은 회절을 원치 않습니다 ...) 렌즈를 그 구멍 앞에 놓습니다.

내 생각에 등유에 재료를 담그면 광학 특성이 급격히 변화하고, 이는

1. 렌즈가 이제 빨간불을 흡수하거나
2. 렌즈가 이제 빨간 불에 초점을 맞추지 않고 확산시킵니다.

2를 배제하려면 매우 어두운 방과 빛의 분포를 추측 할 수있는 방법이 필요합니다. 사실상, 광학 설계 실험실 장비없이, 등유는 다른 탄화수소의 혼합물을 함유하고, 이들은 실제 LED를 보호하고 렌즈로서 작용하는 투명 물질과 같은 다른 탄화수소에 용해 될 수있다.

내 5 센트 :

오늘날 대부분의 LED에는 실리콘이 있습니다. 실리콘은 등유의 일부인 VOC (휘발성 유기 화합물, 예를 들어 알칸 및 이의 이성질체)에 대해 우수한 투과성을 갖는다.

실리콘에 들어가는 VOC는 실리콘 매트릭스와 상호 작용하여 광학 특성을 변경할 수 있습니다. 종종 손상이 관찰 됨 : 포팅 / 렌즈가 유백색 또는 확산 될 수 있으며 황변이 관찰 될 수 있습니다.

특정 VOC는 일반적으로 LED 포팅 / 렌즈가 검게되는 LED의 청색광에 의해 분해됩니다.

이러한 효과는 (부분적으로) 가역적 인 것으로 알려져 있습니다. 즉, VOC가 다시 가스를 방출 할 수 있으면 렌즈의 변색이 사라집니다. 이것은 LED의 작동 조건에서 가열되면 더 빨리 발생합니다.

그래서 나의 설명은 다음과 같다 : 편집 : 고 투과성 다량의 등유는 또한 광학적으로 활성 인 것으로 알려진 방향족 ​​화합물을 함유 할 수있다 (예 : 아조 염료 안료 참조 ). 반 데르 발스 힘은 방향족 화합물의 공진 거동을 변화시킬 수 있으며, 이는 VOC가 실리콘 고무 매트릭스에 들어갈 때 가능합니다. 이것은 왜 등유의 일부가 포팅에 들어갈 때 적색 여과 거동을 달성하는지 설명 할 수 있습니다.

편집 : 반도체 자체와 VOC의 상호 작용을 배제 할 수는 없지만 이것이 어떻게 작동하는지 상상하기가 어렵습니다. 결정은 실온에서 거의 불 투과성이므로 상호 작용은 주사위 표면에서만 일어날 수 있습니다. pn 경계 근처 어디에서나 발광이 발생하기 때문에 등유 성분이 광자의 생성을 막을 수 있을지 의심됩니다. IMO 만 흡수 및 필터링은 다시 살펴볼 효과입니다.

LED 열화의 또 다른 원인은 황화수소인데, 이는 등유의 다른 황 화합물 중에서도 찾을 수 있습니다. 그러나 LED의 황 부식은 AFAIK를 되돌릴 수 없으므로 IMO를 제외 할 수 있습니다.

내 생각에 등유가 적색 광자를 흡수하고 플라스틱 렌즈를 가열하여 팽창하여 팽창하게됩니다. 따라서 적색 광자의 흡수 및 분산 효과가 두 배가됩니다. 어느 시점에서, 플라스틱의 열 생성 팽창은 높은 저항 연결을 생성하여 LED가 건조 된 후 "정상"으로 되돌아 갈 가능성이 있습니다.