Чому гас зупиняє загоряння моїх червоних світлодіодів?

Я спочатку розмістив це на сайті chemistry.stackexchange, але не отримав жодних відповідей, тому я репостую тут.

Коротше кажучи, ми маємо електронний продукт, який занурений у паливо (гас є одним з них) і використовує RGB ​​світлодіод ( натисніть тут, щоб отримати таблицю ). Через проблеми з герметизацією в корпусі гас вдалося потрапити і покрити друковані плати. Що цікаво, це ефект, який мав на друкованій платі. Функціональність друкованої плати повністю не вплинула, за винятком того, що червоний світлодіод у модулі RGB LED повністю перестав світитися. Ми самі це повторили вручну, зануривши 2 нові друковані плати в гас на день, а потім вийнявши їх і включивши живлення, побачивши, що червоний світлодіод перестає світитися повністю. Зелений та синій світлодіоди продовжують світитися просто чудово.

Експертиза несправних дощок показує, що інших електричних несправностей немає. Саме червоний світлодіод повністю перестає світитися. Ми вимірювали напругу вперед на кожному з світлодіодів у стані відмови, але не помітили жодної суттєвої різниці, яка пояснювала б несправність.

Після того, як друковані плати висохнуть, червоний світлодіод знову почне працювати. Тож проблема не є постійною.

Переглядаючи останню сторінку на аркуші даних, світлодіодний матеріал вказується як AlGaInP / GaAs . Чи є якась очевидна реакція між гасом та цими матеріалами, яка б пояснила, чому просто червоний світлодіод перестає працювати?

Оновлення 1 : Я здійснив такі експерименти:

• Капає гас на світлодіод.
• Занурення друкованої плати + світлодіод в гас під час роботи.

(Відео, яке слід продовжити сьогодні, сподіваємось)

В обох випадках ефекту на світлодіоді не було - він продовжував працювати нормально. Це, мабуть, свідчить про те, що проблема не є чисто оптичною проблемою між гасом та світлодіодом. Поки проблема виникала лише після замочування світлодіода в гасі на деякий час.

Оновлення 2 : я взяв свіжу друковану плату із світлодіодом (ще не робив жодних тестів із лише світлодіодом) та замочив її в гасі. Я зробив кілька знімків фотографії світлодіода перед замочуванням, після замочування, поки він не працює, і після відновлення роботи після того, як він залишився висохнутим.

На фотографіях видно, що світлодіодний об'єктив є дуже очевидним опуклістю в той період, коли він не працює. Як тільки опуклість відходить, світлодіод знову загоряється.

На жаль, у мене на камері не встановлена ​​камера, щоб побачити точний момент, коли вона перестає працювати. Я дав би настоятися близько години, перш ніж він перестав працювати. Я час від часу перевіряв світлодіод і не помітив зміни яскравості. Я приїхав перевірити це один раз, і це було просто. Я підозрюю, що зміна є раптовою.

Судячи з набряклості, я збираюся здогадатися, що є якісь механічні пошкодження всередині, які щось рухають, і як тільки набряк відступає, він повертається в положення.

Зліва: світлодіод, просочений гасом; Праворуч: Нормальний світлодіод

Світлодіод у несправному стані після замочування

Нормальний світлодіод

Зліва: світлодіод, просочений гасом, після його висихання та в робочому стані; Праворуч: Нормальний світлодіод

Світлодіод, просочений гасом, після його висихання і в робочому стані

Ми вимірювали напругу вперед і не помічали жодних змін.

Фізично я впевнений, що це означає, що напівпровідниковий інтерфейс все ще виробляє фотони з тією ж швидкістю та довжиною хвилі, що і раніше.

Отже, з тими фотонами щось трапляється.

Що вам слід зробити, це отримати робоче джерело червоного світла такої ж довжини хвилі (наприклад, інший з ваших світлодіодів), витягнути "лінзовий" матеріал з "донорського" світлодіода:

наприклад, відрізавши його лезом, випробувавши пропускання червоного світла до та після того, як замочив цей матеріал в гасі.

Оскільки ця лінза крихітна, ви, ймовірно, повинні використовувати щось на зразок шматка картону з отвором, пробитим через нього якоюсь голкою (не дозволяйте отвору дістатись малим, щоб не хотіли мати велику дифракцію ...) і покладіть лінзу перед цим отвором.

Я гадаю, що вимочування матеріалу в гасі призводить до різкої зміни оптичних властивостей, і це може означати, що

1. ваш об'єктив зараз поглинає червоне світло або
2. ваш об’єктив тепер не фокусує червоне світло, а поширює його.

Щоб виключити 2., вам знадобиться дуже темна кімната і якийсь спосіб вгадативимірити розподіл світла. Таким чином, без оптичного дизайнерського лабораторного обладнання в будь-якому випадку керосин містить суміш різних вуглеводнів, і вони є розчинними в інших вуглеводнях, таких як прозорий матеріал, що використовується для захисту фактичних світлодіодів і виступає в ролі лінзи.

Мої 5 центів:

Більшість світлодіодів сьогодні є силіконом. Силікон має хорошу проникність для ЛОС (летючі органічні сполуки, наприклад, алкани та їх ізомери), що входять до складу гасу.

ЛОС, що надходять у силікон, можуть взаємодіяти з силіконовою матрицею, змінюючи її оптичні властивості. Часто спостерігаються пошкодження: горщик / кришталик може отримати молочний або дифузний характер, також може спостерігатися пожовтіння.

Деякі ЛОС будуть розбиті синім світлом світлодіода, що зазвичай призводить до почорніння світлодіодних горщиків / лінз.

Відомо, що ці ефекти (частково) оборотні. Тобто знебарвлення лінз зникне, якщо ЛОС зможуть знову випустити газ. Це відбувається швидше при нагріванні в умовах експлуатації світлодіода.

Тому моє пояснення таке: Редагувати: Високо спекулятивна Велика кількість гасу може містити також ароматичні сполуки, які, як відомо, є оптично активними (наприклад, див. Пігменти азобарвників ). Сили Ван-дер-Ваальса можуть змінити резонансну поведінку ароматичних сполук, що можливо при введенні ЛОС в матрицю силіконової гуми. Це могло б пояснити, чому фракції гасу досягають червоної фільтруючої поведінки при надходженні в горщик.

Редагувати: Я не можу виключити взаємодію ЛОС із самим напівпровідником, але у мене виникають труднощі уявити, як це може працювати. Кристал майже непроникний для чого-небудь при кімнатній температурі, тому взаємодія може відбуватися лише на поверхні кістки. Оскільки випромінювання світла відбувається скрізь поблизу pn-межі, я сумніваюся, що компоненти гасу можуть перешкоджати утворенню фотонів. Ефекти, за якими потрібно знову доглядати, є лише поглинання та фільтрування IMO.

Ще одним винуватцем погіршення світлодіодних ресурсів є сірководень, який також можна знайти серед інших сполук сірки в гасі. Але корозія сірки в світлодіоді не є оборотною AFAIK, тому це може бути виключено ІМО.

Я здогадуюсь, що гас поглинає червоні фотони і нагріває пластичну лінзу, викликаючи її опуклість, що в свою чергу викликає дисперсію фотонів. Таким чином, у вас є подвійний ефект поглинання та дисперсії червоних фотонів. Існує також можливість того, що в якийсь момент тепло, вироблене набуханням пластику, створює з'єднання з високим опором, яке повертається до "нормального" після висихання світлодіода.