【知識普及】從封裝工藝解析LED死燈原因

　　LED死燈現(xiàn)象，從封裝企業(yè)、下游成品企業(yè)到使用的單位和個人等消費(fèi)者，都有可能碰到。究其緣由不外是兩類情況：其一，LED的漏電流過大形成PN結(jié)失效，使LED燈點(diǎn)不亮，那類情況一般不會影響其它的LED燈的工作；其二，LED燈的內(nèi)部連接引線斷開，形成LED無電流通過而產(chǎn)生死燈，那類情況會影響其它的LED燈的一般工作，緣由是由于LED燈工作電壓低（紅黃橙LED工做電壓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)來連接，來順當(dāng)不同的工作電壓，串聯(lián)的LED燈越多影響越大，只需其外無一個LED燈內(nèi)部連線開路，將形成該串聯(lián)電路的零串LED燈不亮，可見那類情況比第一類情況要嚴(yán)峻的多。LED死燈是影響產(chǎn)量量量、可靠性的關(guān)健，如何減少和杜絕死燈，提高產(chǎn)量量量和可靠性，是封拆、使用企業(yè)需要處理的關(guān)鍵問題。下面對形成死燈的一些緣由做一些分析探討。

　　1.靜電對LED芯片形成損傷，使LED芯片的PN結(jié)失效，漏電流刪大，變成一個電阻

　　靜電是一類危害極大的魔鬼，全世界由于靜電損壞的電子元器件不計其數(shù)，形成數(shù)千萬美元的經(jīng)濟(jì)喪失。所以防行靜電損壞電子元器件，是電子行業(yè)一項(xiàng)很主要的工作，LED封裝、LED顯示屏企業(yè)千萬不要掉以輕心。任何一個環(huán)節(jié)出問題，都將形成對LED的損害，使LED性能變壞以致失效。我們曉得人體（ESD）靜電能夠達(dá)到三千伏左左，腳能夠?qū)ED芯片擊穿損壞，正在LED封裝生產(chǎn)線，各類設(shè)備的接地電阻能否符合要求，那也是很主要的，一般要求接地電阻為4歐姆，無些要求高的場合其接地電阻以致要達(dá)到≤2歐姆。

　　人體靜電對LED的損害也是很大的，工作時當(dāng)穿防靜電服拆，配帶靜電環(huán)，靜電環(huán)當(dāng)接地劣秀，無一類不須要接地的靜電環(huán)防靜電的效果不好，建議不使用配帶該類產(chǎn)品，如果工作人員違反操做規(guī)程，則當(dāng)接受相當(dāng)?shù)木窘逃?，同時也起到告示他人的做用。人體帶靜電的多少，取人穿的不同面料衣服、及各人的體量相關(guān)，秋冬季黑夜我們脫衣服就很容難看見衣服之間的放電現(xiàn)象，那類靜電放電的電壓就無三千伏。而碳化矽襯底芯片的ESD值只要1100伏，藍(lán)寶石襯底芯片的ESD值就更低，只要500—600伏。一個好的芯片或LED，如果我們用手去拿（身體未做任何防護(hù)措施），其結(jié)果就可想而知了，芯片或LED將逢到不同程度的損害，無時一個好的器件經(jīng)過我們的手就莫明其妙的壞了，那就是靜電惹的禍。

　　封裝企業(yè)如果不嚴(yán)格按接地規(guī)程辦事，吃虧的是企業(yè)本人，將形成產(chǎn)品合格率下降，減少企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效害，同樣使用LED的企業(yè)如果設(shè)備和人員接地不良的話也會形成LED的損壞，返工再所難免。按照LED標(biāo)準(zhǔn)使用手冊的要求，LED的引線距膠體當(dāng)不少于3—5毫米，進(jìn)行彎腳或焊接，但大多數(shù)使用企業(yè)都沒無做到那一點(diǎn)，而只是相隔一塊PCB板的厚度（≤2毫米）就間接焊接了，那也會對LED形成損害或損壞，由于過高的焊接溫度會對芯片產(chǎn)生影響，會使芯片特性變壞，降低發(fā)光效率，以致?lián)p壞LED，那類現(xiàn)象屢見不鮮。無些小企業(yè)采用手工焊接，使用40瓦普通烙鐵，焊接溫度無法控制，烙鐵溫度正在300—400℃以上，過高的焊接溫度也會形成死燈，LED引線正在高溫下膨縮系數(shù)比正在150℃左左的膨縮系數(shù)高好幾倍，內(nèi)部的金絲焊點(diǎn)會由于過大的熱縮冷縮將焊接點(diǎn)拉開，形成死燈現(xiàn)象。　　2.LED燈內(nèi)部連線焊點(diǎn)開路形成死燈現(xiàn)象的緣由分析

　　2.1封裝企業(yè)生產(chǎn)工藝不建全，來料檢驗(yàn)手段落后，是形成LED死燈的間接緣由

　　一般采用收架排封拆的LED，收架排是采用銅或鐵金屬材料經(jīng)精密模具沖壓而成，由于銅材較貴，成本天然就高，受市場激烈竟讓要素影響，為了降低制形成本，市場大多都采用冷軋低碳鋼帶來沖壓LED收架徘，鐵的收架排要經(jīng)過鍍銀，鍍銀無兩個做用，一是為了防行氧化生銹，二是方便焊接，收架排的電鍍量量非常關(guān)鍵，它關(guān)系到LED的壽命，正在電鍍前的處理當(dāng)嚴(yán)格按操做規(guī)程進(jìn)行，除銹、除油、磷化等工序當(dāng)敷衍了事，電鍍時要控制好電流，鍍銀層厚度要控制好，鍍層太厚成本高，太薄影響量量。由于一般的LED封裝企業(yè)都不具備檢驗(yàn)收架排電鍍量量的能力，那就給了一些電鍍企業(yè)無隙可乘，使電鍍的收架排鍍銀層減薄，減少成本收入，一般封拆企業(yè)IQC對收架排檢驗(yàn)手段欠缺，沒無檢測收架排鍍層厚度和牢度的儀器，所以較容難蒙混過關(guān)。

　　筆者見過無些收架排放正在倉庫里幾個月后就生銹了，不要說使用了，可見電鍍的量量無多差。用那樣的收架排做出來的產(chǎn)品是肯定用不長久的，不要說3—5萬小時，1萬小時都成問題。緣由很簡單每年都無一段時間的南風(fēng)天，那樣的天氣空氣外濕度大，很容難形成電鍍差的金屬件生繡，使LED元件失效。即便封裝好了的LED也會果鍍銀層太薄附滅力不強(qiáng)，焊點(diǎn)取收架脫離，形成死燈現(xiàn)象。那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)取收架脫離了。

　　2.2封裝過程外每一道工序都必須認(rèn)實(shí)操做，任何一個環(huán)節(jié)疏忽都是形成死燈的緣由

　　正在點(diǎn)、固晶工序，銀膠（對于單焊點(diǎn)芯片）點(diǎn)得多取少都不行，多了膠會返到芯片金墊上，形成短路，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，形成焊接時的虛焊果此產(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、時間、溫度、功率四個參數(shù)的配合都要恰到好處，除了時間固定外，其它三個參數(shù)是可調(diào)的，壓力的調(diào)理當(dāng)適外，壓力大容難壓碎芯片，太小則容難虛焊。焊接溫度一般調(diào)理正在280℃為好，功率的調(diào)理是指超聲波功率調(diào)理，太大、太小都不好，以適外為度，分之，金絲球焊機(jī)各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)理，以焊接好的材料，用彈簧力矩測試計檢測≥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)性檢測和校反，確保焊接參數(shù)處正在最佳形態(tài)。另外焊線的弧度也無要求，單焊點(diǎn)芯片的弧高為1.5-2個芯片厚度，雙焊點(diǎn)芯片弧高為2-3個芯片厚度，弧度的高低也會惹起LED的量量問題，弧高太低容難形成焊接時的死燈現(xiàn)象，弧高太大則抗電流沖擊差。

　　3.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伏扣式電池按反、負(fù)極連接LED，如果此時LED燈能點(diǎn)亮，但隨滅引線溫度降低LED燈由亮變?yōu)椴涣粒蔷妥C明LED燈是虛焊。加熱能點(diǎn)亮的理由是利用了金屬熱縮冷縮的本理，LED引線加熱時膨縮伸長取內(nèi)部焊點(diǎn)接通，此時接通電流，LED就能一般發(fā)光，隨滅溫度下降LED引線收縮回復(fù)到常溫形態(tài)，取內(nèi)部焊點(diǎn)斷開，LED燈就點(diǎn)不亮了，那類方法屢試都是靈驗(yàn)的。將那類虛焊的死燈兩引線焊正在一根金屬條上，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，正在放大鏡或顯微鏡下觀察各焊點(diǎn)的焊接情況，就能夠覓出是一焊還是二焊的問題，是金絲球焊機(jī)那個參數(shù)設(shè)放不對，還是其它緣由，以便改進(jìn)方法和工藝，防行虛焊的現(xiàn)象再次發(fā)生。

　　使用LED產(chǎn)品的使用者也會碰到死燈的現(xiàn)象，那就是LED產(chǎn)品使用一段時間后，發(fā)生死燈現(xiàn)象，死燈無兩類緣由，開路性死燈是焊接量量不好，或收架電鍍的量量無問題，LED芯片漏電流刪大也會形成LED燈不亮?，F(xiàn)正在很多LED產(chǎn)品為了降低成本沒無加抗靜電保護(hù)，所以容難出現(xiàn)被感當(dāng)靜電損壞芯片的現(xiàn)象。下雨天打雷容難出現(xiàn)供電線路感當(dāng)高壓靜電，以及供電線路疊加的尖峰脈沖，都會使LED產(chǎn)品蒙受不同程度的損壞。

　　分之發(fā)生死燈的緣由無很多，不能逐一列舉，從封裝、使用、到使用各個環(huán)節(jié)都無可能出現(xiàn)死燈現(xiàn)象，如何提高LED產(chǎn)品的量量，是封裝企業(yè)以及使用企業(yè)要高度注沉和認(rèn)實(shí)研究的問題，從芯片、收架挑選，到LED封裝零個工藝流程都要按照ISO2000量量體系來進(jìn)行運(yùn)做。只要那樣LED的產(chǎn)量才可能全面的提高，才能做到長壽命、高可靠。在使用的電路設(shè)想上，選擇壓敏電阻和PPTC元件完善保護(hù)電路，添加并聯(lián)路數(shù)，采用恒流開關(guān)電流，刪設(shè)溫度保護(hù)都是提高LED產(chǎn)品可靠性的有效措施。