一, gedimo mechanizmas didelės drėgmės aplinkoje: dviguba erozija nuo fizikos iki chemijos
1. Metalo komponentų elektrocheminė korozija
Segmentinio skystųjų kristalų važiavimo grandinėje yra daugybė metalinių komponentų (pvz., Vario folijos laidų, sidabro pastos elektrodų, alavo švino lydmetalio jungčių). Aukštos drėgmės aplinkoje vandens molekulės derinamos su tokiais teršalais kaip CO ₂ ir taigi ₂ ore, kad susidarytų silpnai rūgščiai rūgščiai tirpalai, kurie tiesiogiai koroduoja metalo paviršių. Pavyzdžiui, automobilio prietaisų skydelio atvejo analizė parodė, kad veikiant aplinkoje, kurioje 6 mėnesius buvo 85% drėgmė, ant LCD vairuotojo lusto kaiščių atsirado žalia korozija, todėl kontaktų pasipriešinimas padidėjo 300% ir galiausiai sukėlė segmento gedimą. Korozijos greitis yra eksponentiškai susijęs su drėgme: kai santykinė drėgmė viršija 65%, korozijos greitis smarkiai padidėja; Kai ji viršys 80%, ant metalo paviršiaus susidarys nuolatinė vandens plėvelė, pagreitindama elektrocheminę reakciją.
2. Skystųjų kristalų molekulių hidrolizė skilimas
Skystųjų kristalų sluoksnis segmentuotas skystųjų kristalų sluoksnis yra sudarytas iš nematinių skystųjų kristalų molekulių, o esterių grupės (- coo -) savo molekulinėje struktūroje yra linkusios į hidrolizės reakcijas aukštos druskos aplinkoje, gamindami karboksir rūgšties ir alkoholio junginius. Medicinos prietaisų testas parodė, kad po pagreičio senėjimo 1000 valandų esant 85 laipsniams /85% RH (aukšta temperatūra ir aukšta drėgmė), skysčio kristalo dielektrinė konstanta sumažėjo 15%, todėl sumažėjo ekrano kontrastas iki 60% pradinės vertės. Hidrolizės produktai taip pat gali pakeisti skaidrią skystųjų kristalų temperatūrą (TNI), todėl ekrano modulis turi „juodas dėmeles“ arba „balto rūko“ defektus kambario temperatūroje.
3. Drėgmės absorbcija ir poliarizuojančios plėvelės išsiplėtimas
Poliarizuojanti plėvelė yra pagrindinis optinis segmentinio skystųjų kristalų komponentas, o jo substratas (pvz., PVA polivinilo alkoholis) turi stiprią drėgmės absorbciją. Aplinkoje, kurios drėgmė 90%, poliarizatoriaus storis per 24 valandas padidės 5–8%, todėl:
Optinio našumo skilimas: poliarizacijos laipsnis sumažėjo nuo 99,9%iki 98,5%, o ekrano kontrastas sumažėjo 20%;
Mechaninis įtempių pažeidimas: Vidinis įtempis, kurį sukelia išsiplėtimas, gali suplėšyti klijų sluoksnį tarp poliarizatoriaus ir stiklo substrato, sukeldamas ekrano burbulus ar delaminaciją.
Lauko instrumento atvejo tyrimas parodė, kad po to, kai 18 mėnesių veikė aukštos drėgmės pakrantės aplinkoje, 30% LCD modulių patyrė poliarizatoriaus kraštų deformaciją, todėl atsirado ekrano šviesos nutekėjimas ir neryškūs simboliai.
4. Pakavimo medžiagų drėgmės pralaidumo rizika
Segmentinio skystųjų kristalų (pvz., Stiklo rėmo galinio skydelio) pakavimo struktūra nėra visiškai uždaroma, o vandens molekulės gali prasiskverbti per rėmo medžiagos mikropores (pvz., Epoksidinę dervą). Tyrimo įstaigos testas rodo, kad įprastų epoksidinių lipnių rėmų drėgmės pralaidumas siekia 2G/(M ² · 24h). Aplinkoje, kurios drėgmė yra 85%, vidinė LCD drėgmė per 72 valandas pasieks 80% išorinės aplinkos. Vandens molekulių prasiskverbimas taip pat gali sukelti:
Vairuotojo IC gedimas: drėgmė kondensuojasi IC paviršiuje, kad sudarytų vandens plėvelę, sukeldamas nuotėkio srovės ir elektrostatinės iškrovos (ESD) pažeidimus;
Back -apšvietimo modulio trumpas jungimas: po to, kai LED karoliukų silikono kapsuliavimo medžiaga sugeria drėgmę, atsparumas izoliacijai sumažėja nuo 10 ⁹ Ω iki 10 ⁶ Ω, todėl karoliukai sugenda.
2, tipiniai gedimo režimai, kuriuos sukelia didelis drėgmė
1. Ekrano funkcijos gedimas
Trūkstami segmentai ir suvaržyti simboliai: Metalo korozija sukėlė vairavimo signalo pertraukimą. Išmanusis matuoklis, po to, kai 3 mėnesius bėga aplinkoje, kurios drėgmė buvo 90%, LCD ekrano segmento trūkstama greitis padidėjo nuo 0,1% iki 12%;
Kontrastas susilpninimas: Kombinuotas skystųjų kristalų hidrolizės ir poliarizatoriaus išsiplėtimas sumažina ekrano kontrastą nuo 1000: 1 iki 300: 1, kuris negali atitikti pramoninės aplinkos matomumo reikalavimų;
Išplėstinis atsakymo laikas: Drėgmė keičia LCD klampumą, todėl ekrano atnaujinimo vėlavimas yra didesnis nei 50 ms, paveikdamas tikrąjį - dinaminių duomenų rodymą.
2. Elektros veikimo pablogėjimas
Sumažėjęs atsparumas izoliacijai: Drėgmė lemia PCB plokštės izoliacijos atsparumą nuo 10 ⁸ Ω iki 10 ⁵ Ω, todėl vairuotojo lusto skilimas uostas;
Nuotėkio srovės viršįtampis: vandens molekulės sudaro laidžius kanalus ant metalinių paviršių. Vėjo jėgainių stebėjimo sistemos bandymas parodė, kad LCD vairuotojo grandinės nutekėjimo srovė padidėjo nuo 0,1 μ A iki 10 μ A esant 85% drėgmei, todėl energijos sąnaudos padidėjo 100 kartų;
Padidėjęs jautrumas elektrostatinei iškrovimui (ESD): drėgmė sumažina medžiagų paviršiaus atsparumą, sumažindamas LCD tolerancijos įtampą iki ESD nuo 8 kV iki 2 kV, todėl jis yra jautrus žmogaus kūno elektrostatiniam suskaidymui.
3. Sumažintas struktūrinio patikimumas
Gumos rėmo delaminacija: vandens molekulės prasiskverbia ir susilpnina sukibimą tarp gumos rėmo ir stiklo. Tam tikrame automobilių elektronikos atveju, 6 mėnesius veikdama aukštos drėgmės aplinkoje, 20% LCD modulių patyrė guminio rėmo krašto krekingus;
Metalo kaiščio oksidacija: alavo švino lydmetalio jungtys sukuria alavo oksidą (SNO ₂) aukštos drėgmės aplinkoje, todėl kontaktinis atsparumas padidėja 50% ir sukelia signalo perdavimo klaidas;
Foninio apšvietimo modulis pageltimas: drėgmė pagreitina LED fosforų skilimą, todėl foninio apšvietimo spalvos temperatūra pasislinks nuo 6500K iki 4000K, ir tai daro įtaką ekrano spalvų tikslumui.
3, Techninės apsaugos priemonės aukštos drėgmės aplinkoje
1. Medžiagos lygio apsauga
Mažos drėgmės pralaidumo kapsuliavimo medžiaga: Epoksidinės dervos arba silikono kapsulės naudojimas, kurio drėgmės pralaidumas yra mažesnis arba lygus 0,5 g/(m ² · 24h). Pvz., Medicinos įrangos gamintojas sumažina drėgmės greitį LCD viduje 80%, perjungdamas į mažą drėgmės pralaidų guminį rėmą;
Atsparus korozijai metalinė danga: 1–2 μm cheminio nikelio aukso (ENIG) nusėdimas ant vairuotojo lustų kaiščių ir trinkelių paviršiaus, o tai padidina atsparumą korozijai 10 kartų;
Neperšlampama poliarizuojanti plėvelė: Pasirinkite poliimido (PI) substrato poliarizuojančią plėvelę, kurio drėgmės absorbcijos greitis yra mažesnis arba lygus 1%, ir ant paviršiaus ant paviršiaus uždėkite hidrofobinę nano dangą (pvz., Fluorintą polietileną), kad sumažintų poliarizuojančios plėvelės išsiplėtimo greitį iki 1%.
2. Struktūrinio lygio apsauga
Atitikslinė danga: purškite 50–100 μm storio akrilo arba silikono trijų įrodymų dažų ant PCB plokštės paviršiaus, kad susidarytų tankus apsauginis sluoksnis, atkurdami izoliacijos atsparumą virš 10 Ω.
Sandarizuotos struktūros dizainas: Visiškai uždarytos „stiklo metalinio rėmo užpakalinės lentos“ struktūroje ir tradicinių klijų pakeitus lazeriniu suvirinimu, drėgmės pralaidumas sumažinamas iki 0,1 g/(m ² · 24h);
DESICCANT integracija: Molekulinis sietas Desiccant (pvz., 3A ceolitas) yra įterptas į LCD galinį skydelį, kurio svoris drėgmės absorbcija yra 20%, ir gali išlaikyti mažesnę drėgmę, mažesnę arba lygi 40% RH 5 metus.
3. Sistemos lygio apsauga
Drėgmės jutiklio stebėjimas: integruotas skaitmeninio drėgmės jutiklis (pvz., SHT31), tikrasis - LCD vidinės drėgmės stebėjimas, kaitinimo ir sausinėjimo grandinės, kai drėgmė viršija 60% rh;
Šildymo ir sausinėjimo technologija: Skystųjų LCD galinio skydelio viduje yra skaidri laidžioji plėvelė (ITO), o vidinė temperatūra pakeliama iki 50 laipsnių, impulsų srovėje kaitinant, kad pagreitintų drėgmės išgarinimą;
Aplinkos kontrolės strategija: Suprojektuokite nepriklausomą uždarą pramoninės įrangos skyrių, palaikykite mažesnę ar lygią 50% RH drėgmę ir 25 ± 5 laipsnių temperatūrą skyriaus viduje per puslaidininkių šaldymo drožles ir pratęskite LCD gyvenimo trukmę iki daugiau nei 15 metų.
