LED燈失效分析.docx

LED燈失效分析探討 我們平時(shí)所見到的LED燈不亮或者亮度不正常的現(xiàn)象，我們有好幾種不同的推斷。 其一，LED的漏電流過大造成PN結(jié)失效，使LED燈點(diǎn)不亮，這種情況一般不會影響其它的LED燈的工作； 其二，LED失效的主要原因還有內(nèi)部連接引線斷開，我們從外表根本看不見，造成LED無電流通過而產(chǎn)生失效現(xiàn)象（死燈），這種情況會影響其它的LED燈的正常工作，原因是由于LED燈工作電壓低（紅黃橙LED工作電壓1.8V-2.2V,藍(lán)綠白LED工作電壓2.8-3.2V），一般都要用串、并聯(lián)來聯(lián)接，來適應(yīng)不同的工作電壓，串聯(lián)的LED燈越多影響越大，只要其中有一個(gè)LED燈內(nèi)部連線開路，將造成該串聯(lián)電路的整串LED燈不亮，可見這種情況比第一種情況要嚴(yán)重的多。 LED失效是影響產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性的關(guān)健，更關(guān)鍵的是影響企業(yè)的名譽(yù)。如何減少和杜絕LED等失效，提高產(chǎn)品質(zhì)量和可用性，是封裝、應(yīng)用企業(yè)需要解決的關(guān)鍵問題。下面是對造成死燈的一些原因作一些分析探討。 1、靜電對LED芯片造成損傷，使LED芯片的PN結(jié)失效，漏電流增大，變成一個(gè)電阻 靜電是一種危害極大的魔鬼，全世界因?yàn)殪o電損壞的電子元器件數(shù)不勝數(shù)，造成數(shù)億美元的損失。為了防止靜電損壞電子元器件，是電子行業(yè)一項(xiàng)很重要的工作內(nèi)柔，LED封裝、應(yīng)用的廠家千萬不要大意行事。任何一個(gè)細(xì)節(jié)出問題，都可能造成對LED燈的損害，使得LED失效。2、LED燈內(nèi)部連線焊點(diǎn)開路造成失效現(xiàn)象的原因分析 一、封裝企業(yè)生產(chǎn)工藝不完善，來料檢驗(yàn)方法落后，是造成LED失效的直接原因 一般采用支架排封裝的LED方法,支架排是采用銅或鐵金屬材料經(jīng)精密模具沖壓而成，由于銅材比較貴，成本高了，受市場激烈竟?fàn)幰蛩赜绊?，為了降低制造成本，市場大多都采用冷軋低碳鋼帶來沖壓LED支架徘，鐵的支架排要經(jīng)過鍍銀，鍍銀有兩個(gè)作用，一是為了防止氧化生銹，二是方便焊接，支架排的電鍍質(zhì)量非常關(guān)鍵，它關(guān)系到LED的壽命，在電鍍前的處理應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行，除銹、除油、磷化等工序應(yīng)一絲不茍，電鍍時(shí)要控制好電流，鍍銀層厚度要控制好，鍍層太厚成本高，太薄影響質(zhì)量。 因?yàn)橐话愕腖ED封裝企業(yè)都不具備檢驗(yàn)支架排電鍍質(zhì)量的能力，這就給了一些電鍍企業(yè)有機(jī)可乘，使電鍍的支架排鍍銀層減薄，為了減少成本支出，一般封裝企業(yè)IQC對支架排檢驗(yàn)手段欠缺，沒有檢測支架排鍍層厚度和牢度的儀器，所以較容易蒙混過關(guān)。筆者見過有些支架排放在倉庫里幾個(gè)月后就生銹了，不要說使用了，可見電鍍的質(zhì)量有多差。用這樣的支架排做出來的產(chǎn)品是肯定用不長久的，不要說3-5萬小時(shí)，1萬小時(shí)都成問題。原因很簡單LED華南最大的生產(chǎn)基地廣東省 每年都有一段時(shí)間的南風(fēng)天，這樣的天氣空氣中濕度大，很容易造成電鍍差的金屬件生繡，使LED元件的失效。即使封裝了的LED也會因鍍銀層太薄附著力不強(qiáng)，焊點(diǎn)與支架脫離，造成失效現(xiàn)象。這就是我們碰到的使用得好好的燈不亮了，其實(shí)就是內(nèi)部焊點(diǎn)與支架脫落了。 二、封裝過程中每一道工序都必須認(rèn)真操作，任何一個(gè)細(xì)節(jié)疏忽都是可能造成LED失效 在點(diǎn)、固晶工序，銀膠（對于單焊點(diǎn)芯片）點(diǎn)得多與少都不行，多了膠會返到芯片金墊上，造成短路，少了芯片又粘不牢。雙焊點(diǎn)芯片點(diǎn)絕緣膠也是一樣，點(diǎn)多了絕緣膠會返上芯片的金墊上，造成焊接時(shí)的虛焊因而產(chǎn)生死燈。點(diǎn)少了芯片又粘不牢，所以點(diǎn)膠必須恰到好處，既不能多也不能少。 焊接工序也很關(guān)鍵，金絲球焊機(jī)的壓力、時(shí)間、溫度、功率四個(gè)參數(shù)的配合都要恰到好處，除了時(shí)間固定外，其它三個(gè)參數(shù)是可調(diào)的，壓力的調(diào)節(jié)應(yīng)適中，壓力大容易壓碎芯片，太小則容易虛焊。焊接溫度一般調(diào)節(jié)在280為好，功率的調(diào)節(jié)是指超聲波功率調(diào)節(jié)，太大、太小都不好，以適中為度，總之，金絲球焊機(jī)各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)節(jié)，以焊接好的材料，用彈簧力矩測試計(jì)檢測6克，即為合格。 每年都要對金絲球焊機(jī)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)性檢測和校正，確保焊接參數(shù)處在最佳狀態(tài)。另外焊線的弧度也有要求，單焊點(diǎn)芯片的弧高為1.5-2個(gè)芯片厚度，雙焊點(diǎn)芯片弧高為2-3個(gè)芯片厚度，弧度的高低也會引起LED的質(zhì)量問題，弧高太低容易造成焊接時(shí)的死燈現(xiàn)象，弧高太大則抗電流沖擊差。 三、鑒別虛焊死燈的方法 將不亮的LED燈用打火機(jī)將LED引線加熱到200-300，移開打火機(jī)，用3伏扣式電池按正、負(fù)極連接LED,如果此時(shí)LED燈能點(diǎn)亮，但隨著引線溫度降低LED燈由亮變?yōu)椴涣?，這就證明LED燈是虛焊。加熱能點(diǎn)亮的理由是利用了金屬熱脹冷縮的原理，LED引線加熱時(shí)膨脹伸長與內(nèi)部焊點(diǎn)接通，此時(shí)接通電源，LED就能正常發(fā)光，隨著溫度下降LED引線收縮回復(fù)到常溫狀態(tài)，與內(nèi)部焊點(diǎn)斷開，LED燈就點(diǎn)不亮了，這種方法屢試都是靈驗(yàn)的。 將這種虛焊的死燈兩引線焊在一根金屬條上，用較濃的硫酸浸泡，使LED外部膠體溶解，膠體全部溶解后取出，在放大鏡或顯微鏡下觀察各焊點(diǎn)的焊接情況，就可以找出是一焊還是二焊的問題，是金絲球焊機(jī)那個(gè)參數(shù)設(shè)置不對，還是其它原因，以便改進(jìn)方法和工藝，防止虛焊的現(xiàn)象再次發(fā)生。使用LED產(chǎn)品的用戶也會碰到死燈的現(xiàn)象，這就是LED產(chǎn)品使用一段時(shí)間后，發(fā)生死燈現(xiàn)象，死燈有兩種原因，開路性死燈是焊接質(zhì)量不好，或支架電鍍的質(zhì)量有問題，LED芯片漏電流增大也會造成LED燈不亮?，F(xiàn)在很多LED產(chǎn)品為了降低成本沒有加抗靜電保護(hù)，所以容易出現(xiàn)被感應(yīng)靜電損壞芯片的現(xiàn)象。下雨天打雷容易出現(xiàn)供電線路感應(yīng)高壓靜電，以及供電線路疊加的尖峰脈沖，都會使LED產(chǎn)品遭受不同程度的損壞。 總之發(fā)生死燈的原因有很多，不能一一列舉，從封裝、應(yīng)用、到使用各個(gè)環(huán)節(jié)都有可能出現(xiàn)死燈現(xiàn)象，如何提高LED產(chǎn)品的質(zhì)量，是封裝企業(yè)以及應(yīng)用企業(yè)要高度重視和認(rèn)真研究的問題，從芯片、支架挑選，到LED封裝整個(gè)工藝流程都要按照ISO2000質(zhì)量體系來進(jìn)行運(yùn)作。只有這樣LED的產(chǎn)品質(zhì)量才可能全面的提高，才能做到長壽命、高可靠。在應(yīng)用的電路設(shè)計(jì)上，選擇壓敏電阻和PPTC元件完善保護(hù)電路，增多并聯(lián)路數(shù)，采用恒流開關(guān)電源，增設(shè)溫度保護(hù)都是提高LED