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LED燈珠失效變色的原因    

一、封裝膠原因

（1）封裝膠中殘留外來異物

失效燈珠的外觀呈現(xiàn)局部變色發(fā)黑。揭開封裝膠， 發(fā)現(xiàn)有一個黑色異物夾雜在封裝膠內(nèi)， 用掃描電鏡及能譜儀（SEM&EDS） 對異物進行成分分析［5-6］， 確認其主成分為鋁（Al）、碳（C）、氧（O） 元素， 還含有少量的雜質(zhì)元素。結(jié)合用戶反饋的失效背景可知， 該異物是在封裝過程中引入的。

（2）封裝膠受化學(xué)物質(zhì)侵蝕發(fā)生膠體變色

失效品為玻璃光管燈， 內(nèi)部的LED 燈帶使用單組份室溫固化硅橡膠粘結(jié)固定在玻璃管上， 固膠部位燈帶上的LED燈珠出現(xiàn)發(fā)黃變暗現(xiàn)象。失效燈珠封裝膠的材質(zhì)為硅橡膠， 使用SEM&EDS 測試封裝膠的元素成分， 發(fā)現(xiàn)其比正常燈珠封裝膠成分多檢出了硫（S） 元素。

二、熒光粉沉降

燈珠裝配成LED 燈具后在倉庫儲存時， 發(fā)生了色溫漂移失效， 失效LED燈珠的封裝膠由橙色變?yōu)闇\黃色， 對其進行I-V 特性測試， 發(fā)現(xiàn)燈珠可以正常點亮， 且I-V 曲線正常， 只是出光亮度發(fā)生改變。取一些失效燈珠， 以機械開封方式取出封裝膠， 發(fā)現(xiàn)支架表面均殘留有透明顆粒物， 使用SEM&EDS 測試顆粒物成分， 結(jié)果顯示其含有高含量的鍶（Sr） 元素。

與之相比， 良品燈珠開封后， 支架表面較干凈， 表面主成分為銀（Ag）和少量的碳（C） 元素， 未檢出鍶（Sr） 元素， 且在其封裝膠與支架的接觸面上也未檢出鍶（Sr） 和鋇（Ba） 元素。通過測試失效品和良品燈珠封裝膠的截面成分得知， 二者所用的熒光粉的成分相同， 均為釔鋁石榴石（ 主要成分為氧（O） 、鋁（Al） 和釔（Y） ） 與硅酸鍶鋇（ 主要成分為碳（C）、氧（O）、硅（Si）、鍶（Sr）、鋇（Ba） 和鈣（Ca）） 混合熒光粉。

因此， LED 燈珠的失效原因為所使用的硅酸鹽熒光粉沉降到了封裝膠底部及支架表層， 致使因光折射規(guī)律不一致而發(fā)生色散現(xiàn)象， 導(dǎo)致色溫漂移， 同時發(fā)生燈珠變色現(xiàn)象。

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常遇LED芯片6大問題   LED芯片是LED產(chǎn)品的心臟，主要功能就是把電能轉(zhuǎn)化成光能，在使用過程中，LED芯片也會出現(xiàn)各種各樣的問題，現(xiàn)在就讓我們一起看看LED芯片常規(guī)會出現(xiàn)那六大問題吧 

 一、正向電壓降低、暗光

（1）一種是電極與發(fā)光材料為歐姆接觸，但接觸電阻大，主要由材料襯底低濃度或電極缺損所致。

（2）一種是電極與材料為非歐姆接觸，主要發(fā)生在芯片電極制備過程中蒸發(fā)層電極時的擠壓印或夾印，分布位置。

另外封裝過程中也可能造成正向壓降低，主要原因有銀膠固化不充分，支架或芯片電極沾污等造成接觸電阻大或接觸電阻不穩(wěn)定。

正向壓降低的芯片在固定電壓測試時，通過芯片的電流小，從而表現(xiàn)暗點，還有一種暗光現(xiàn)象是芯片本身發(fā)光效率低，正向壓降正常。

二、難壓焊

（1）打不粘：主要因為電極表面氧化或有膠

（2）有與發(fā)光材料接觸不牢和加厚焊線層不牢，其中以加厚層脫落為主。

（3）打穿電極：通常與芯片材料有關(guān)，材料脆且強度不高的材料易打穿電極，一般GAALAS材料（如高紅，紅外芯片）較GAP材料易打穿電極。

（4）壓焊調(diào)試應(yīng)從焊接溫度，超聲波功率，超聲時間，壓力，金球大小，支架定位等進行調(diào)整。

三、發(fā)光顏色差異

（1）同一張芯片發(fā)光顏色有明顯差異主要是因為外延片材料問題，ALGAINP四元素材料采用結(jié)構(gòu)很薄，生長是很難保證各區(qū)域組分一致。（組分決定禁帶寬度，禁帶寬度決定波長）。

（2）GAP黃綠芯片，發(fā)光波長不會有很大偏差，但是由于人眼對這個波段顏色敏感，很容易查出偏黃，偏綠。由于波長是外延片材料決定的，區(qū)域越小，出現(xiàn)顏色偏差概念越小，故在M／T作業(yè)中有鄰近選取法。

（3）GAP紅色芯片有的發(fā)光顏色是偏橙黃色，這是由于其發(fā)光機理為間接躍進。受雜質(zhì)濃度影響，電流密度加大時，易產(chǎn)生雜質(zhì)能級偏移和發(fā)光飽和，發(fā)光是開始變?yōu)槌赛S色。

四、閘流體效應(yīng)

（1）是發(fā)光二極管在正常電壓下無法導(dǎo)通，當(dāng)電壓加高到一定程度，電流i產(chǎn)生突變。

（2）產(chǎn)生閘流體現(xiàn)象原因是發(fā)光材料外延片生長時出現(xiàn)了反向夾層，有此現(xiàn)象的LED在IF＝20MA時測試的正向壓降有隱藏性，在使用過程是出于兩極電壓不夠大，表現(xiàn)為不亮，可用測試信息儀器從晶體管圖示儀測試曲線，也可以通過小電流IF＝10UA下的正向壓降來發(fā)現(xiàn)，小電流下的正向壓降明顯偏大，則可能是該問題所致。

五、反向漏電流IR

在限定條件下反向漏電流為二極管的基本特性，按LED以前的常規(guī)規(guī)定，指反向電壓在5V時的反向漏電流。隨著發(fā)光二極管性能的提高，反向漏電流會越來越小。IR越小越好，產(chǎn)生原因為電子的不規(guī)則移動。

（1）芯片本身品質(zhì)問題原因，可能晶片本身切割異常所導(dǎo)致。

（2）銀膠點的太多，嚴(yán)重時會導(dǎo)致短路。外延造成的反向漏電主要由PN結(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷所致，芯片制作過程中側(cè)面腐蝕不夠或有銀膠絲沾附在測面，嚴(yán)禁用有機溶液調(diào)配銀膠。以防止銀膠通過毛細現(xiàn)象爬到結(jié)區(qū)。

（3）靜電i擊i傷。外延材料，芯片制作，器件封裝，測試一般5V下反向漏電流為10UA，也可以固定反向電流下測試反向電壓。不同類型的LED反向特性相差大：普綠，普黃芯片反向擊穿可達到一百多伏，而普紅芯片則在十幾二十伏之間。

（4）焊線壓力控制不當(dāng)，造成晶片內(nèi)崩導(dǎo)致IR升高。

解決方案

（1）銀膠膠量需控制在晶片高度的1／3～1／2；

（2）人體及機臺靜電量需控制在50V以下；

（3）焊線點的壓力應(yīng)控制在30～45g之間為佳。

六、i死燈現(xiàn)象

（1）LED的漏電流過大造成PN結(jié)失效，使LED燈點不亮，這種情況一般不會影響其他的LED燈的工作。

（2）LED燈的內(nèi)部連接引線斷開，造成LED無電流通過而產(chǎn)生死燈，這種情況會影響其他的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，可見這種情況比種情況要嚴(yán)重的多。

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