Mengapa minyak tanah menghentikan LED merah saya agar tidak menyala?

Saya awalnya memposting ini di chemistry.stackexchange tetapi tidak mendapatkan jawaban, jadi saya memposting ulang di sini.

Singkat cerita - kami memiliki produk elektronik yang terendam dalam bahan bakar (minyak tanah menjadi salah satunya) dan menggunakan LED RGB ( klik di sini untuk lembar data ). Karena masalah penyegelan di kandang, minyak tanah telah berhasil masuk dan menutupi PCB. Yang menarik adalah efek yang ada pada PCB. Fungsionalitas PCB telah sepenuhnya tidak terpengaruh, terlepas dari kenyataan bahwa LED merah pada modul LED RGB telah sepenuhnya berhenti menerangi. Kami telah mereplikasi ini sendiri secara manual dengan merendam 2 PCB baru dalam minyak tanah selama sehari dan kemudian mengeluarkannya dan menyalakannya dan melihat bahwa LED merah berhenti menyala sepenuhnya. LED hijau dan biru terus menyala dengan baik.

Pemeriksaan papan yang gagal menunjukkan bahwa tidak ada gangguan listrik lainnya. Hanya LED merah yang benar-benar berhenti menyala. Kami mengukur tegangan maju di masing-masing LED dalam kondisi kegagalan, tetapi tidak melihat perbedaan signifikan yang akan menjelaskan kesalahan.

Setelah membiarkan PCB kering, LED merah mulai bekerja kembali. Jadi masalahnya tidak permanen.

Melihat halaman terakhir pada lembar data, materi LED terdaftar sebagai AlGaInP / GaAs . Apakah ada reaksi yang jelas antara minyak tanah dan bahan-bahan ini yang akan menjelaskan mengapa hanya LED merah berhenti bekerja?

Pembaruan 1 : Saya telah melakukan percobaan berikut:

• Meneteskan minyak tanah ke LED.
• Celupkan PCB + LED dalam minyak tanah saat berjalan.

(Video untuk ditindaklanjuti hari ini, semoga)

Dalam kedua kasus, tidak ada efek yang dirasakan pada LED - itu terus beroperasi dengan baik. Ini tampaknya menunjukkan bahwa masalahnya bukan murni masalah optik antara minyak tanah dan LED. Sejauh ini, masalah baru terjadi setelah merendam LED dalam minyak tanah selama beberapa waktu.

Pembaruan 2 : Saya telah mengambil PCB baru dengan LED di atasnya (belum melakukan tes apa pun hanya dengan LED) dan merendamnya dalam minyak tanah. Saya telah mengambil beberapa foto LED dekat sebelum berendam, setelah berendam sementara itu tidak berfungsi dan setelah itu kembali berfungsi setelah dibiarkan kering.

Apa yang ditunjukkan foto adalah bahwa ada tonjolan yang sangat jelas pada lensa LED selama periode saat itu tidak berfungsi. Setelah tonjolan surut, LED menyala lagi.

Sayangnya, saya tidak memiliki kamera yang dipasang pada PCB untuk melihat saat yang tepat ketika itu berhenti bekerja. Saya membiarkannya berendam sekitar satu jam sebelum berhenti bekerja. Saya memeriksa LED setiap sekarang dan kemudian dan tidak melihat ada perubahan dalam kecerahan LED. Saya datang untuk memeriksanya sekali dan tidak aktif. Kecurigaan saya adalah bahwa perubahan itu tiba-tiba.

Menilai dari pembengkakan, saya akan menebak bahwa ada beberapa kerusakan mekanis secara internal yang menggerakkan sesuatu dan begitu pembengkakan surut, ia kembali ke posisi semula.

Kiri: LED yang direndam minyak tanah; Kanan: LED normal

LED dalam kondisi gagal setelah direndam

LED normal

Kiri: LED yang direndam minyak tanah setelah dibiarkan kering dan dalam kondisi kerja; Kanan: LED normal

LED yang direndam minyak tanah setelah dibiarkan kering dan dalam kondisi kerja

Kami mengukur tegangan maju dan tidak melihat adanya perubahan.

Secara fisik, saya cukup yakin ini berarti antarmuka semikonduktor masih menghasilkan foton pada kecepatan dan panjang gelombang yang sama seperti sebelumnya.

Jadi, sesuatu terjadi pada foton-foton itu.

Apa yang harus Anda lakukan adalah mendapatkan kerja sumber cahaya merah dari panjang gelombang yang sama (misalnya salah satu dari LED Anda), ekstrak "lensa" materi dari "donor" LED:

misalnya dengan memotongnya dengan pisau cukur, menguji transmisi lampu merah sebelum dan sesudah merendam bahan itu dalam minyak tanah.

Karena lensa itu kecil, Anda mungkin harus menggunakan sesuatu seperti selembar karton dengan lubang yang dilubangi dengan semacam jarum (jangan biarkan lubang menjadi kecil, jangan sampai Anda ingin memiliki banyak difraksi ...) dan letakkan lensa di depan lubang itu.

Dugaan saya adalah bahwa merendam bahan dalam minyak tanah menyebabkan perubahan drastis pada sifat-sifat optik, dan itu mungkin berarti bahwa

1. lensa Anda sekarang menyerap cahaya merah atau
2. lensa Anda sekarang tidak memfokuskan lampu merah, tetapi menyebarkannya.

Untuk mengesampingkan 2., Anda perlu ruangan yang sangat sangat gelap dan beberapa cara untuk menebak waktu memastikan distribusi cahaya. Jadi sebenarnya, tanpa peralatan lab desain optik, bagaimanapun, Minyak Tanah mengandung campuran hidrokarbon yang berbeda, dan yang larut dalam hidrokarbon lain, seperti bahan transparan yang digunakan untuk melindungi LED yang sebenarnya dan bertindak sebagai lensa.

5 sen saya:

Kebanyakan LED dipenuhi dengan silikon saat ini. Silikon memiliki permeabilitas yang baik untuk VOC (senyawa organik yang mudah menguap, misalnya alkana dan isomernya), yang merupakan bagian dari minyak tanah.

VOC yang memasuki silikon dapat berinteraksi dengan matriks silikon, mengubah sifat optisnya. Kerusakan yang sering diamati: pot / lensa bisa menjadi seperti susu atau difus, dan menguning dapat diamati.

VOC tertentu akan rusak oleh cahaya biru LED yang biasanya mengarah pada menghitamnya pot / lensa LED.

Efek-efek tersebut diketahui (sebagian) bersifat reversibel. Yaitu perubahan warna lensa akan hilang jika VOC mampu mengeluarkan gas lagi. Ini terjadi lebih cepat jika dipanaskan di bawah kondisi operasi LED.

Jadi penjelasan saya adalah: Sunting: Sangat spekulatif. Minyak tanah dalam jumlah besar mungkin juga mengandung senyawa aromatik, yang diketahui aktif secara optik (misalnya, lihat pigmen pewarna azo ). Kekuatan Van der Waals dapat mengubah perilaku resonansi senyawa aromatik, yang dimungkinkan ketika VOC memasukkan matriks karet silikon. Ini bisa menjelaskan mengapa fraksi minyak tanah mencapai perilaku penyaringan merah saat memasuki pot.

Sunting: Saya tidak bisa mengesampingkan interaksi VOC dengan semikonduktor itu sendiri, tetapi saya mengalami kesulitan membayangkan bagaimana ini bisa bekerja. Kristal hampir tidak tembus terhadap apa pun pada suhu kamar sehingga interaksi hanya dapat terjadi pada permukaan dadu. Karena emisi cahaya terjadi di dekat batas pn, saya ragu bahwa komponen minyak tanah dapat mencegah pembentukan foton. Hanya penyerapan dan pemfilteran IMO adalah efek yang perlu diperhatikan lagi.

Penyebab lain dalam kemunduran LED adalah hidrogen sulfida, yang dapat ditemukan di antara senyawa sulfur lainnya di minyak tanah juga. Tetapi sulfur sulfur dalam LED tidak dapat dibalik AFAIK, jadi ini dapat dikecualikan dari IMO.

Dugaan saya adalah bahwa minyak tanah menyerap foton merah dan memanaskan lensa plastik yang menyebabkannya menggembung, yang pada gilirannya menyebabkan dispersi foton. Jadi, Anda memiliki efek ganda penyerapan dan dispersi foton merah. Ada juga kemungkinan bahwa pada titik tertentu, panas yang dihasilkan pembengkakan plastik, menciptakan koneksi resistensi tinggi, yang kembali ke "normal" setelah LED mengering.