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首頁 > 全面分析LED發光二極管死燈的多種原因
發布時間：2021-10-21 文章出自：http://www.sdbc.cc/
經常會碰到LED發光二極管不亮的情況，封裝企業、應用企業以及使用的單位和個人，都有可能碰到這就是行業內的人說的死燈現象。究其原因不外是兩種情況：其一，LED發光二極管漏電流過大造成PN結失效，使LED燈點不亮，這種情況一般不會影響其他LED發光二極管的工作；其二，LED燈的內部連接引線斷開，造成LED發光二極管無電流通過而產生死燈，這種情況會影響其他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、并聯來聯接，來適應不同的工作電壓，串聯的LED燈越多影響越大，只要其中有一個LED發光二極管內部連線開路，將造成該串聯電路的整串LED發光二極管不亮，可見這種情況比第一種情況要嚴重的多。LED發光二極管死燈是影響產品品質、可靠性的關健，如何減少和杜絕死燈，提高產品品質和可靠性，封裝、應用企業需要解決的關鍵問題。下面是對造成死燈的一些原因作一些分析探討。
1靜電對LED發光二極管芯片造成損傷，使LED芯片的PN結失效，漏電流增大，變成一個電阻靜電是一種危害極大的魔鬼，全世界因為靜電損壞的電子元器件不可勝數，造成數千萬美元的經濟損失。所以防止靜電損壞電子元器件，電子行業一項很重要的工作，LED發光二極管封裝、應用的企業千萬不要掉以輕心。任何一個環節出問題，都將造成對LED損害，使LED性能變壞甚至失效。知道人體（ESD靜電可以達到三千伏左右，足可以將LED芯片擊穿損壞，LED封裝生產線，各類設備的接地電阻是否符合要求，這也是很重要的一般要求接地電阻為4歐姆，有些要求高的場所其接地電阻甚至要達到≤2歐姆。這些要求都為電子行業的人們所熟悉，關健是實際執行時是否到位，否有記錄。
據了解一般的民營企業，防靜電措施做得并不到位，這就是大多數企業查不到接地電阻的測試記錄，即使做了接地電阻測試也是一年一次，或幾年一次，或有問題時檢查一下接地電阻，殊不知接地電阻測試這是一項很重要的工作，每年至少 4次（每季度測試一次）一些要求高的地方，每月就要作一次接地電阻測試。土壤電阻會隨著季節的變化而不同，春夏天雨水多，土壤濕接地電阻較容易達到秋冬季干燥土壤水分少，接地電阻就有可能超越規定數值，作記錄是為了保管原始資料，做到日后有據可查。符合ISO2000品質管制體系。測試接地電阻可以自行設計表格，接地電阻測試封裝企業、LED應用企業都要做，只要將各種設備名稱填于表格內，測出各設備的接地電阻記錄在案，測試人簽名即可存盤。
人體靜電對LED發光二極管損害也是很大的工作時應穿防靜電服裝，配帶靜電環，靜電環應接地良好，有一種不須要接地的靜電環防靜電的效果不好，建議不使用配帶該種產品，如果工作人員違反操作規程，則應接受相應的警示教育，同時也起到告示他人的作用。人體帶靜電的多少，與人穿的不同面料衣服、及各人的體質有關，秋冬季黑夜我脫衣服就很容易看見衣服之間的放電現象，這種靜電放電的電壓就有三千伏。
而碳化矽襯底芯片的ESD值只有1100伏，藍寶石襯底芯片的ESD值就更低，只有500-600伏。一個好的芯片或LED發光二極管,如果我用手去拿（身體未作任何防護措施）其結果就可想而知了芯片或LED將受到不同水平的損害，有時一個好的器件經過我手就莫名其妙的壞了這就是靜電惹的禍。封裝企業如果不嚴格按接地規程辦事，吃虧的企業自己，將造成產品合格率下降，減少企業的經濟效益，同樣應用LED企業如果設備和人員接地不良的話也會造成LED發光二極管損壞，返工在所難免。依照LED規范使用手冊的要求，LED引線距膠體應不少于3-5毫米，進行彎腳或焊接，但大多數應用企業都沒有做到這一點，而只是相隔一塊PCB板的厚度（≤2毫米）就直接焊接了這也會對LED造成損害或損壞，因為過高的焊接溫度會對芯片發生影響，會使芯片特性變壞，降低發光效率，甚至損壞LED,這種現象屢見不鮮。有些小企業采用手工焊接，使用40瓦普通烙鐵，焊接溫度無法控制，烙鐵溫度在300-400℃以上，過高的焊接溫度也會造成死燈，LED發光二極管引線在高溫下膨脹系數比在150℃左右的膨脹系數高好幾倍，內部的金絲焊點會因為過大的熱脹冷縮將焊接點拉開，造成死燈現象。
2LED燈內部連線焊點開路造成死燈現象的原因分析
2.1封裝企業生產工藝不建全，來料檢驗手段落后，造成LED發光二極管死燈的直接原因一般采用支架排封裝的LED發光二極管,支架排是采用銅或鐵金屬資料經精密模具沖壓而成，由于銅材較貴，本錢自然就高，受市場激烈竟爭因素影響，為了降低制造本錢，市場大多都采用冷軋低碳鋼帶來沖壓LED支架徘，鐵的支架排要經過鍍銀，鍍銀有兩個作用，一是為了防止氧化生銹，二是方便焊接，支架排的電鍍品質非常關鍵，關系到LED發光二極管壽命，電鍍前的處置應嚴格按操作規程進行，除銹、除油、磷化等工序應一絲不茍，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，太薄影響品質。因為一般的LED發光二極管封裝企業都不具備檢驗支架排電鍍品質的能力，這就給了一些電鍍企業有機可乘，使電鍍的支架排鍍銀層減薄，減少本錢支出，一般封裝企業 IQC對支架排檢驗手段欠缺，沒有檢測支架排鍍層厚度和牢度的儀器，所以較容易蒙混過關。
有些支架排放在倉庫里幾個月后就生銹了不要說使用了可見電鍍的品質有多差。用這樣的支架排做出來的產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。原因很簡單每年都有一段時間的南風天，這樣的天氣空氣中濕度大，很容易造成電鍍差的金屬件生繡，使LED元件失效。即使封裝了LED也會因鍍銀層太薄附著力不強，焊點與支架脫離，造成死燈現象。這就是碰到使用得好好的燈不亮了其實就是內部焊點與支架脫離了
2.2LED發光二極管封裝過程中每一道工序都必需認真操作，任何一個環節疏忽都是造成LED發光二極管死燈的原因在點、固晶工序，銀膠（對于單焊點芯片）點得多與少都不行，多了膠會返到芯片金墊上，造成短路，少了芯片又粘不牢。雙焊點芯片點絕緣膠也是一樣，點多了絕緣膠會返上芯片的金墊上，造成焊接時的虛焊因而發生死燈。點少了芯片又粘不牢，所以點膠必須恰到好處，既不能多也不能少。焊接工序也很關鍵，金絲球焊機的壓力、時間、溫度、功率四個參數的配合都要恰到好處，除了時間固定外，其他三個參數是可調的壓力的調節應適中，壓力大容易壓碎芯片，太小則容易虛焊。焊接溫度一般調節在280℃為好，功率的調節是指超聲波功率調節，太大、太小都不好，以適中為度，總之，金絲球焊機各項參數的調節，以焊接好的資料，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各項參數進性檢測和校正，確保焊接參數處在最佳狀態。另外焊線的弧度也有要求，單焊點芯片的弧高為1.5-2個芯片厚度，雙焊點芯片弧高為2-3個芯片厚度，弧度的高低也會引起LED品質問題，弧高太低容易造成焊接時的死燈現象，弧高太大則抗電流沖擊差。
3鑒別LED發光二極管虛焊死燈的方法將不亮的LED發光二極管用打火機將LED發光二極管引線加熱到200-300℃，移開打火機，用3伏扣式電池按正、負極連接LED,如果此時LED發光二極管能點亮，但隨著引線溫度降低LED燈由亮變為不亮，這就證明LED發光二極管是虛焊。加熱能點亮的理由是利用了金屬熱脹冷縮的原理，LED發光二極管引線加熱時膨脹伸長與內部焊點接通，此時接通電源，LED發光二極管就能正常發光，隨著溫度下降LED發光二極管引線收縮回復到常溫狀態，與內部焊點斷開，LED發光二極管就點不亮了這種方法屢試都是靈驗的將這種虛焊的死燈兩引線焊在一根金屬條上，用較濃的硫酸浸泡，使LED發光二極管外部膠體溶解，膠體全部溶解后取出，放大鏡或顯微鏡下觀察各焊點的焊接情況，就可以找出是一焊還是二焊的問題，金絲球焊機那個參數設置不對，還是其他原因，以便改進方法和工藝，防止虛焊的現象再次發生。
然而即使是中國電子展上的展品，使用LED發光二極管產品的用戶也會碰到死燈的現象，這就是LED發光二極管產品使用一段時間后，發生死燈現象，死燈有兩種原因，開路性死燈是焊接品質不好，或支架電鍍的品質有問題，LED芯片漏電流增大也會造成LED發光二極管不亮。現在很多LED產品為了降低本錢沒有加抗靜電保護，所以容易呈現被感應靜電損壞芯片的現象。下雨天打雷容易呈現供電線路感應高壓靜電，以及供電線路疊加的尖峰脈沖，都會使LED產品遭受不同水平的損壞。
