led死燈的原因
1、芯片抗靜電能力差
LED燈珠的抗靜電指標(biāo)高低取決于LED發(fā)光芯片本身,與封裝材料預(yù)計封裝工藝基本無關(guān),或者說影響因素很小,很細微;LED燈更容易遭受靜電損傷,這與兩個引腳間距有關(guān)系,LED芯片裸晶的兩個電極間距非常小,一般是一百微米以內(nèi)吧,而LED引腳則是兩毫米左右,當(dāng)靜電電荷要轉(zhuǎn)移時,間距越大,越容易形成大的電位差,也就是高的電壓。所以,封成LED燈后往往更容易出現(xiàn)靜電損傷事故。
2、芯片外延缺陷
LED外延片在高溫長晶過程中,襯底、MOCVD反應(yīng)腔內(nèi)殘留的沉積物、外圍氣體和Mo源都會引入雜質(zhì),這些雜質(zhì)會滲入磊晶層,阻止氮化鎵晶體成核,形成各種各樣的外延缺陷,最終在外延層表面形成微小坑洞,這些也會嚴(yán)重影響外延片薄膜材料的晶體質(zhì)量和性能。
3、芯片化學(xué)物殘余
電極加工是制作LED芯片的關(guān)鍵工序,包括清洗、蒸鍍、黃光、化學(xué)蝕刻、熔合、研磨,會接觸到很多化學(xué)清洗劑,如果芯片清洗不夠干凈,會使有害化學(xué)物殘余。這些有害化學(xué)物會在LED通電時,與電極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致死燈、光衰、暗亮、發(fā)黑等現(xiàn)象出現(xiàn)。因此,鑒定芯片化學(xué)物殘留對LED封裝廠來說至關(guān)重要。
4、芯片的受損
LED芯片的受損會直接導(dǎo)致LED失效,因此提高LED芯片的可靠性至關(guān)重要。蒸鍍過程中有時需用彈簧夾固定芯片,因此會產(chǎn)生夾痕。黃光作業(yè)若顯影不完全及光罩有破洞會使發(fā)光區(qū)有殘余多出的金屬。晶粒在前段制程中,各項制程如清洗、蒸鍍、黃光、化學(xué)蝕刻、熔合、研磨等作業(yè)都必須使用鑷子及花籃、載具等,因此會有晶粒電極刮傷的情況發(fā)生。
芯片電極對焊點的影響:芯片電極本身蒸鍍不牢靠,導(dǎo)致焊線后電極脫落或損傷;芯片電極本身可焊性差,會導(dǎo)致焊球虛焊;芯片存儲不當(dāng)會導(dǎo)致電極表面氧化,表面玷污等等,鍵合表面的輕微污染都可能影響兩者間的金屬原子擴散,造成失效或虛焊。
5、新結(jié)構(gòu)工藝的芯片與光源物料的不兼容
新結(jié)構(gòu)的LED芯片電極中有一層鋁,其作用為在電極中形成一層反射鏡以提高芯片出光效率,其次可在一定程度上減少蒸鍍電極時黃金的使用量從而降低成本。但鋁是一種比較活潑的金屬,一旦封裝廠來料管控不嚴(yán),使用含氯超標(biāo)的膠水,金電極中的鋁反射層就會與膠水中的氯發(fā)生反應(yīng),從而發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。
6、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(dāng)銅一旦出現(xiàn)氧化狀態(tài),導(dǎo)熱和散熱性能都會大大的下降。所以鍍銀層的厚度至關(guān)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2~8%,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(dǎo)致嚴(yán)重事故。
7、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(jié)構(gòu)的硅膠或支架縫隙,與光源鍍銀層發(fā)生硫化反應(yīng)。LED光源出現(xiàn)硫化反應(yīng)后,產(chǎn)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(dǎo)電率增加,在使用過程中,極易出現(xiàn)漏電現(xiàn)象;更嚴(yán)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(dāng)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。
8、鍍銀層氧化
金鑒檢測在接觸的LED發(fā)黑初步診斷的業(yè)務(wù)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(guān)。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(jié)果的判定,因此判定氧化發(fā)黑的結(jié)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(xué)、環(huán)境老化等一系列可靠性對比實驗,結(jié)合專業(yè)的檢測知識及電鍍知識進行綜合分析。
9、電鍍質(zhì)量不佳
鍍層質(zhì)量的優(yōu)劣主要決定于金屬沉積層的結(jié)晶組織,一般來說,結(jié)晶組織愈細小,鍍層也愈致密、平滑、防護性能也愈高。這種結(jié)晶細小的鍍層稱為“微晶沉積層”。金鑒指出,好的電鍍層應(yīng)該鍍層結(jié)晶細致、平滑、均勻、連續(xù),不允許有污染物、化學(xué)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。
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