【技術(shù)專區(qū)】幾種常見的LED死燈原因及案例分析
摘要: 所謂死燈,又稱為滅燈,就是LED光源不亮。不管是生產(chǎn)還是應(yīng)用當中產(chǎn)生的死燈,都是生產(chǎn)廠商十分頭疼的難題,既要面對產(chǎn)品不良帶來的損失,也影響了消費者對LED產(chǎn)品的信心。
目前,LED技術(shù)日益走向成熟,其面世以來宣揚的壽命長的優(yōu)點一直是大眾關(guān)注的重點之一。但是從近些年看來,在LED生產(chǎn)和應(yīng)用當中,我們還是碰到不少“死燈”現(xiàn)象。所謂死燈,又稱為滅燈,就是LED光源不亮。不管是生產(chǎn)還是應(yīng)用當中產(chǎn)生的死燈,都是生產(chǎn)廠商十分頭疼的難題,既要面對產(chǎn)品不良帶來的損失,也影響了消費者對LED產(chǎn)品的信心。因此,對一些常見的LED死燈原因進行研究分析,有助于我們減少和預(yù)防LED產(chǎn)品失效現(xiàn)象重復(fù)發(fā)生,保障產(chǎn)品質(zhì)量和提高產(chǎn)品競爭力,同時也為企業(yè)技術(shù)改善和提升提供參考,從而為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。
香港科技大學佛山中心自2011年成立以來,積累不少死燈案例,總結(jié)下來,常見的LED死燈原因主要有以下幾種情況:
1. 焊線斷裂
對于“死燈”,首先我們應(yīng)確定LED是短路還是開路,如果是開路,我們一般會考慮LED燈內(nèi)部的焊線是否斷開。LED燈內(nèi)部的焊線斷開,導(dǎo)致LED沒有供電電壓,這是LED死燈的常見原因之一。焊線常見的斷開位置有5個地方,如圖1所示A、B、C、D、E點:
圖1 焊線斷開位置圖示
A點:芯片電極與金球結(jié)合處;
B點:金球與金線結(jié)合處即球頸處;
C點:焊線線弧所在范圍;
D點:支架二焊點與金線結(jié)合處;
E點:支架二焊點與支架鍍層結(jié)合處。
利用光學顯微鏡和電子掃描顯微鏡(SEM)對樣品進行截面剖析或溶膠后可以檢查焊線斷裂的位置,有助于進一步的原因分析。以下為大家提供的案例,焊線斷裂的位置以及斷裂的原因都不相同。
1.1 案例1
失效燈珠型號為5730。燈珠是經(jīng)過100循環(huán)冷熱沖擊試驗后出現(xiàn)死燈的。對失效樣品進行截面剖析后,發(fā)現(xiàn)失效樣品第一焊點和第二焊點位置周圍的硅膠有爆裂,第二焊點D點已經(jīng)斷開,如圖2~圖4所示。
圖2 失效樣品截面形貌
由于硅膠和金線的熱膨脹系數(shù)差異較大,在經(jīng)過100循環(huán)冷熱沖擊試驗后,硅膠與金線在不斷地膨脹又收縮,而金線焊點折彎處就是應(yīng)力集中點,故最容易造成焊點周圍的硅膠爆裂,硅膠的開裂則導(dǎo)致焊線第二焊點最弱處D點斷開,最終樣品出現(xiàn)死燈。
1.2 案例2
失效燈珠型號為仿流明燈珠批燈珠在燈具上使用一段時間后出現(xiàn)死燈,點亮時燈具上每顆燈珠分配的電流大概為500 mA。首先,我們對其中一些失效樣品進行溶膠后檢查發(fā)現(xiàn),所有失效的燈珠都是4個第一焊點斷裂,而4個第二焊點都保持完好,如圖5~圖8所示。然后,我們又對失效樣品進行截面分析,發(fā)現(xiàn)芯片正上方的硅膠出現(xiàn)爆裂,如圖9和圖10所示,其他區(qū)域的硅膠完好。
由于出現(xiàn)斷裂的4個第一焊點都是集中在芯片上方,保持完好的4個第二焊點是在支架上。說明很可能是芯片上方的硅膠爆裂造成4個第一焊點的斷開,而且硅膠爆裂的位置主要集中在芯片,也即是熱源的正上方。另外,燈珠點亮時電流較大(500 mA),可推測是芯片過熱造成芯片上方的硅膠爆裂。仔細檢查燈珠散熱路徑,發(fā)現(xiàn)燈珠芯片過熱很可能與燈珠底部熱沉采用導(dǎo)熱硅脂與PCB板貼合有關(guān),對于這種大功率的燈珠導(dǎo)熱硅脂散熱效果不夠好。
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