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直插LED灯珠死灯失效分析

发布日期:2024-05-22阅读量:513
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  • 直插LED灯珠死灯失效分析通常涉及多个方面,包括材料、工艺、环境因素等。以下是对直插LED灯珠死灯失效原因的简要介绍:


    直插LED灯珠死灯失效分析


    1、电连接不良:LED内部的电连接不良可能是导致死灯的原因之一。例如,如果LED芯片与其负极金属化层之间存在开裂,可能会导致正向压降增大,从而影响LED的正常工作。


    2、漏电流问题:LED芯片表面受到污染可能会引入较大的漏电流,这种漏电流在特定环境试验下可能会有所减小,但在潮湿环境中又会恢复,导致死灯现象。


    3、芯片腐蚀:芯片电极如果受到腐蚀,可能会导致金属腐蚀及电极线路粘接力下降,严重时甚至导致局部区域脱落,造成短路,引发死灯。


    4、封装设计不当:如果封装设计存在问题,例如内部存在残存应力,可能导致器件芯片开裂或功能退化。特别是对于采用垂直芯片的LED灯珠,固晶层底部与支架镀层剥离是常见的死灯原因。


    5、焊点烧毁:电源供电问题也可能导致LED灯珠死灯。例如,如果灯具驱动电源在启动或关闭时产生突波电流,可能会导致芯片P电极烧毁,进而导致开路死灯。


    6、封装材料问题:封装胶水与支架界面间如果出现剥离现象,随着使用过程的加剧,可能会导致固晶胶与支架剥离,最终导致死灯。


    7、环境因素:高温、高湿等恶劣环境条件会加速材料老化,放大LED光源的缺陷,从而导致快速失效。


    8、芯片质量问题:LED芯片本身的质量问题,如厚度不均、脆性大等,也可能导致在机械应力作用下开裂,影响LED的可靠性。


    通过对上述各种可能导致直插LED灯珠死灯的原因进行分析,可以采取相应的预防和改进措施,提高LED产品的质量和可靠性。


    直插LED灯珠死灯失效分析案例分析


    某PCBA板上有一颗直插LED灯珠不亮,根据客户要求对NG LED灯珠进行失效分析。


    一、LED死灯失效分析分析过程


    1、外观检查


    LED灯失效分析

    NG 灯珠正面外观图


    LED灯珠死灯失效分析

    NG 灯珠背面焊接外观图


    说明:在光学显微镜下观察,灯珠焊接极性正确,外观无明显异常。


    2电性能检测


    LED失效分析

    OK LED ( R19焊点与阴极之间)测试图


    LED失效分析

    NG LED(R19焊点与阴极之间)测试图


    LED失效分析

    OK LED(阴极与阳极之间)测试图


    LED失效分析

    NG LED(阴极与阳极之间)测试图


    说明

    加电测试后:

    OK LED(R19焊点与阴极之间)导通正常,

    NG LED(R19焊点与阴极之间) 不导通,呈开路状态.

    OK LED(阴极与阳极之间)导通正常

    NG LED(阴极与阳极之间)不导通,呈开路状态。


    3.验证检查


    LED失效分析

    NG LED放大图


    LED失效分析

    NG LED加电测试图


    LED失效分析

    NG LED接回原位测试图


    LED失效分析

    NG LED高低温测试图


    LED失效分析

    NG LED振动后测试图


    说明

    取NG LED灯珠在高倍显微镜下检查,未发现有明显异常。

    NG LED加电测试电性恢复变成OK品

    NG LED接回原位测试,该灯珠是OK品

    高低温测试后,NG LED点亮正常

    振动测试后,NG LED点亮为正常


    4.X-Ray检查


    LED失效分析

    OK LED X-ray形貌图


    LED失效分析

    NG LED X-ray形貌图


    说明

    X-ray检查OK LED 和NG LED均无明显外观异常。


    5.化学开封检查


    LED失效分析

    NG LED 开封后正面图片


    LED失效分析

    NG LED 开封后侧面图片


    LED失效分析

    NG LED 开封侧面放大图片


    LED失效分析

    阴极线尾焊点


    LED失效分析

    阳极线尾焊点


    说明

    怀疑NG LED内部焊点有暗断,导致NG LED 灯珠产生间歇性开路. 将NG LED焊接在陶瓷板上做化学开封分析.

    解封后外观检查发现阳极线尾断开,胶身解封后,线弧应力被释放,线尾弹起与焊点分开。


    6.SEM检查


    LED失效分析

    引线框架上的断点形貌


    LED失效分析

    线上的断点形貌


    二、LED死灯失效分析结论

    综上所述,NG LED灯珠内部的阳极键合线的线尾因为受到过应力作用产生断裂,造成间歇性开路;当化学解封后,胶身固定应力完全释放,断了线尾的线弧上的应力被释放出来,使得线尾弹起与焊点分开。


    三、LED死灯失效分析建议

    建议客户加强来料可靠性筛选和DPA分析。



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