LED死燈情況制約著各個專業(yè)從事LED產品研發(fā)、生產的企業(yè)的發(fā)展,同時也制約著LED行業(yè)的發(fā)展,除一般虛焊外,芯片造成LED死燈的因素有哪些?
1、鍍銀層過薄
市場上現(xiàn)有的LED光源選擇銅作為引線框架的基體材料。為防止銅發(fā)生氧化,一般支架表面都要電鍍上一層銀。如果鍍銀層過薄,在高溫條件下,支架易黃變。鍍銀層的發(fā)黃不是鍍銀層本身引起的,而是受銀層下的銅層影響。在高溫下,銅原子會擴散、滲透到銀層表面,使得銀層發(fā)黃。銅的可氧化性是銅本身最大的弊病。當銅一旦出現(xiàn)氧化狀態(tài),導熱和散熱性能都會大大的下降。所以鍍銀層的厚度至關重要。同時,銅和銀都易受空氣中各種揮發(fā)性的硫化物和鹵化物等污染物的腐蝕,使其表面發(fā)暗變色。有研究表明,變色使其表面電阻增加約20~80%,電能損耗增大,從而使LED的穩(wěn)定性、可靠性大為降低,甚至導致嚴重事故。
2、鍍銀層硫化
LED光源怕硫,這是因為含硫的氣體會通過其多孔性結構的硅膠或支架縫隙,與光源鍍銀層發(fā)生硫化反應。LED光源出現(xiàn)硫化反應后,產品功能區(qū)會黑化,光通量會逐漸下降,色溫出現(xiàn)明顯漂移;硫化后的硫化銀隨溫度升高導電率增加,在使用過程中,極易出現(xiàn)漏電現(xiàn)象;更嚴重的狀況是銀層完全被腐蝕,銅層暴露。由于金線二焊點附著在銀層表面,當支架功能區(qū)銀層被完全硫化腐蝕后,金球出現(xiàn)脫落,從而出現(xiàn)死燈。
3、鍍銀層氧化
在LED發(fā)黑初步診斷的案例中發(fā)現(xiàn)硫/氯/溴元素越難越難找了,然而LED光源鍍銀層發(fā)黑跡象明顯,這可能與銀氧化有關。但EDS能譜分析等純元素分析檢測手段都不易判定氧化,因為存在于空氣環(huán)境、樣品表面吸附以及封裝膠等有機物中的氧元素都會干擾檢測結果的判定,因此判定氧化發(fā)黑的結論需要使用SEM、EDS、顯微紅外光譜、XPS等專業(yè)檢測以及光、電、化學、環(huán)境老化等一系列可靠性對比實驗,結合專業(yè)的檢測知識及電鍍知識進行綜合分析。
4、電鍍質量不佳
鍍層質量的優(yōu)劣主要決定于金屬沉積層的結晶組織,一般來說,結晶組織愈細小,鍍層也愈致密、平滑、防護性能也愈高。這種結晶細小的鍍層稱為“微晶沉積層”。好的電鍍層應該鍍層結晶細致、平滑、均勻、連續(xù),不允許有污染物、化學物殘留、斑點、黑點、燒焦、粗糙、針孔、麻點、裂紋、分層、起泡、起皮起皺、鍍層剝落、發(fā)黃、晶狀鍍層、局部無鍍層等缺陷。在電鍍生產實踐中,金屬鍍層的厚度及鍍層的均勻性和完整性是檢查鍍層質量的重要指標之一,因為鍍層的防護性能、孔隙率等都與鍍層厚度有直接關系。特變是陰極鍍層,隨著厚度的增加,鍍層的防護性能也隨之提高。如果鍍層的厚度不均勻,往往其最薄的地方首先被破壞,其余部位鍍層再厚也會失去保護作用。鍍層的孔隙率較多,氧氣等腐蝕性的氣體會通過孔隙進入腐蝕銅基體
5、有機物污染
因為電鍍過程中會用到各種含有機物的藥水,鍍銀層如果清洗不干凈或者選用質量較差以及變質的藥水,這些殘留的有機物一旦在光源點亮的環(huán)境中,在光、熱和電的作用下,有機物則可能發(fā)生氧化還原等化學反應導致鍍銀層表面變色。
6、水口料
塑料的材質是LED封裝支架導熱的關鍵,如果PPA支架是水口料,會使PPA的塑料性能降低,從而產生以下問題:高溫承受能力差,易變形,黃變,反射率變低;吸水率高,支架會因吸水造成尺寸變化及機械強度下降;與金屬和硅膠結合性差,比較挑膠,與很多硅膠都不匹配。這些潛在問題,使得燈珠很難使用在稍大的功率上,一旦超出了使用功率范圍,初始亮度很高,但衰減很快,沒用幾個月燈就暗了。
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