一, Hibamechanizmus magas páratartalomban: kettős erózió a fizikától a kémiáig
1. A fémkomponensek elektrokémiai korróziója
A szegmentált LCD vezetési áramköre nagyszámú fém alkatrészt tartalmaz (például rézfólia -vezetékeket, ezüst paszta elektródokat, ón ólomforrasztás -ízületeket). Magas páratartalmú környezetben a vízmolekulák olyan szennyező anyagokkal kombinálódnak, mint a Co ₂ és így ₂ ₂ ₂ ₂ ₂ ₂ ₂ ₂ ₂ ₂ ₂, hogy gyengén savas oldatokat képezzenek, amelyek közvetlenül korrodálják a fém felületét. Például egy autó -műszerfal esettanulmánya azt mutatta, hogy miután 6 hónapig 85% -os páratartalommal rendelkező környezetben futott, zöld korrózió jelent meg az LCD vezető chip csapjain, ami 300% -kal növekedett az érintkezés ellenállásában, és végül a szegmens meghibásodásának megjelenítéséhez vezetett. A korróziós sebesség exponenciálisan kapcsolódik a páratartalomhoz: ha a relatív páratartalom meghaladja a 65%-ot, a korróziós sebesség hirtelen növekszik; Ha meghaladja a 80%-ot, folyamatos vízfilm képződik a fém felületén, felgyorsítva az elektrokémiai reakciót.
2. A folyadékkristálymolekulák hidrolízisének lebontása
A szegmentált LCD folyékony kristályrétege nematikus folyadékkristálymolekulákból áll, és az észtercsoportok (-} COO -) molekuláris szerkezetében hajlamosak a hidrolízis reakcióira magas nedvességi környezetben, termelő karbonsavak és alkoholvegyületek. Egy orvostechnikai eszköz tesztje azt mutatta, hogy az 1000 órán át gyorsított öregedés után 85 fokos /85% -os RH (magas hőmérséklet és magas páratartalom) után a folyadékkristály dielektromos állandója 15% -kal csökkent, ami a kiállítási kontraszt csökkenését eredményezte a kezdeti érték 60% -ánál. A hidrolízis termékek megváltoztathatják a folyadékkristály tiszta pontjának (TNI) hőmérsékletét (TNI), ami a kijelző modul szobahőmérsékleten "fekete foltok" vagy "fehér köd" hibákat mutat.
3.
A polarizáló film a szegmentált LCD kulcsfontosságú optikai alkotóeleme, és szubsztrátja (például PVA -polivinil -alkohol) erős nedvesség -felszívódás. 90% -os páratartalommal rendelkező környezetben a polarizátor vastagsága 5% -8% -kal növekszik 24 órán belül, ami a következőket eredményezi:
Optikai teljesítmény lebomlása: A polarizációs fok 99,9%-ról 98,5%-ra csökkent, és a megjelenítés kontrasztja 20%-kal csökkent;
Mechanikai stresszkárosodás: A tágulás által keltett belső feszültség elszakíthatja a ragasztó réteget a polarizátor és az üvegszubsztrát között, amely kijelzőbuborékokat vagy delaminációt okozhat.
Egy kültéri eszköz esettanulmánya azt mutatta, hogy miután 18 hónapig magas páratartalom -parti környezetben működött, az LCD modulok 30% -a tapasztalt polarizáló él -lehajlást, ami könnyű szivárgást és homályos karaktereket eredményez.
4.
A szegmentált LCD csomagolási szerkezete (például az üvegkeret hátlapja) nincs teljesen lezárva, és a vízmolekulák behatolhatnak a keret anyagának (például epoxi -gyanta) mikropórusokon. Egy kutatóintézet tesztje azt mutatja, hogy a szokásos epoxi -ragasztó keretek nedvességáteresztő képessége eléri a 2G/(M ² · 24H). A 85% -os páratartalommal rendelkező környezetben az LCD belső páratartalma 72 órán belül eléri a külső környezet 80% -át. A vízmolekulák áthatolása a következőkhöz is vezethet:
IC illesztőprogram hibája: A nedvesség kondenzálódnak az IC felületén, hogy vízfilmet képezzenek, szivárgási áramot és elektrosztatikus kisülési (ESD) károsodást okozva;
Háttérvilágítás modul rövidzárlat: A LED -gyöngyök szilikon beágyazási anyaga után elnyeli a nedvességet, a szigetelési ellenállás 10 ⁹ ω -ről 10 ⁶ -re csökken, ami a gyöngyök lebontását okozta.
2, A magas páratartalom által okozott tipikus meghibásodási módok
1. Megjeleníti a funkció meghibásodását
Hiányzó szegmensek és zavaros karakterek: A fémkorrózió megszakította a hajtójelet. Intelligens mérő esetén, miután 3 hónapig 90% -os páratartalmú környezetben futott, az LCD kijelzőszegmens hiányos aránya 0,1% -ról 12% -ra nőtt;
Kontraszt csillapítás: A folyadékkristály -hidrolízis és a polarizátor tágulásának együttes hatása a kijelző kontrasztját 1000: 1 -ről 300: 1 -re csökkenti, amely nem felel meg az ipari környezet láthatósági követelményeinek;
Hosszabbított válaszidő: A nedvesség megváltoztatja az LCD viszkozitását, ami több mint 50 ms -nál nagyobb megjelenítési késleltetést okoz, befolyásolva a dinamikus adatok valós - időbeli megjelenítését.
2. Az elektromos teljesítmény romlása
Csökkent a szigetelési ellenállás: A nedvesség miatt a PCB tábla szigetelési ellenállása 10 ⁸ ω -ről 10 ⁵ -re csökken, ami a vezető chip port lebontásához vezet;
Szivárgási áram túlfeszültsége: A vízmolekulák vezetőképes csatornákat képeznek a fémfelületeken. A szélerőműpark -megfigyelő rendszerteszt kimutatta, hogy az LCD vezető áramkör szivárgási árama 0,1 μ A -ról 10 μ A -ra nőtt 85% -os páratartalom mellett, ami 100 -szoros energiafogyasztást eredményez;
Megnövekedett érzékenység az elektrosztatikus kisüléssel szemben (ESD): A nedvesség csökkenti az anyagok felületi ellenállását, csökkentve az LCD tolerancia feszültségét az ESD -re 8 kV -ról 2 kV -ra, így érzékeny az emberi test elektrosztatikus bontására.
3. Csökkent szerkezeti megbízhatóság
Gumi keret delamináció: A vízmolekulák behatolnak és gyengítik a tapadást a gumi keret és az üveg között. Egy bizonyos autóipari elektronikai esetben, miután 6 hónapig magas páratartalmú környezetben futott, az LCD modulok 20% -a tapasztalta meg a gumi keret szél repedését;
Fémcsapok oxidációja: Az ón ólomforrasztás -ízületek ón -oxidot (SNO ₂) generálnak magas páratartalmú környezetben, ami az érintkezés ellenállásának 50% -os növekedéséhez és a jelátviteli hibák okozásához vezet;
A háttérvilágítás modulja sárgás: A nedvesség felgyorsítja a LED -foszforok lebomlását, ami a háttérvilágítás színhőmérsékletét 6500K -ról 4000K -ra váltja, ami befolyásolja a megjelenítési szín pontosságát.
3, Műszaki ellenintézkedések a magas páratartalomban lévő védelem érdekében
1. anyagi szintű védelem
Alacsony nedvességtartalmú beágyazási anyag: Epoxi -gyanta vagy szilikon kapszulázás használata 0,5 g/(m ² · 24 óra) kevesebb vagy egyenlő nedvesség -permeabilitással. Például az orvosi berendezések gyártója 80% -kal csökkenti az LCD -ben az LCD -ben lévő páratartalom sebességét, ha alacsony nedvességtartalmú gumi keretre váltott;
Korrózióálló fémbevonat: 1-2 μm kémiai nikkel-arany (ENIG) bevonat lerakódása a vezető chipek és párnák felületén, ami tízszer növeli a korrózióállóságot;
Vízálló polarizáló film: Válasszon egy poliimid (PI) szubsztrát polarizáló fóliát, amelynek nedvesség -abszorpciós sebessége kevesebb vagy egyenlő, 1%-kal, és alkalmazzon egy hidrofób nano bevonatot (például fluortartalmú polietilént) a felületre, hogy a polarizáló film tágulási sebességét 1%-ra csökkentse.
2. Strukturális szintű védelem
Bevonás: Permetezzen be egy 50-100 μm vastag akril- vagy szilikon három bizonyítékos festéket a PCB tábla felületére, hogy sűrű védőréteget képezzen, helyreállítva a szigetelési ellenállást 10 Ω Ω felett;
Lezárt szerkezeti tervezés: Az "üvegfém keret háttérkép" teljesen lezárt szerkezetének elfogadása és a hagyományos ragasztók lézeres hegesztéssel történő cseréjének a nedvességáteresztő képessége 0,1 g/(M ² · 24H);
Szigorú integráció: A molekuláris sziták A szárítószer (például a 3a zeolit) beágyazódik az LCD hátlapjába, a nedvesség abszorpciós kapacitása 20% -os súly szerint, és 5 évig 40% -nál kisebb vagy egyenlő vagy 40% -os belső páratartalmat képes fenntartani.
3. Rendszerszintű védelem
Páratartalom -érzékelő megfigyelése: Integrált digitális páratartalom -érzékelő (például SHT31), Real - Az LCD belső páratartalmának időmegfigyelése, a fűtési és páradási áramkör kiváltása, ha a páratartalom meghaladja a 60% RH -t;
Fűtési és páramentesítési technológia: Az átlátszó vezetőképes film (ITO) be van ágyazva az LCD hátsó paneljébe, és a belső hőmérsékletet 50 fokra emelik impulzusáram -fűtéssel, hogy felgyorsítsák a nedvesség elpárologását;
Környezetvédelmi ellenőrzési stratégia: Tervezze meg az ipari berendezések független lezárt rekeszét, tartsa fenn az 50% -os relatív páratartalmú páratartalmat, és 25 ± 5 fokos hőmérsékletet tartson a rekeszben félvezető hűtőszekrények révén, és meghosszabbítsa az LCD élettartamát több mint 15 évre.
