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從封裝工藝解析LED死燈原因

時間:2020-12-09 16:48 點擊次數:
 

 LED死燈現象,從封裝企業、下游成品企業到使用的單位和個人等消費者,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結失效,使LED點不亮,那類情況一般不會影響其它的LED燈的工做;其二,LED燈的內部連接引線斷開,形成LED無電流通過而產生死燈,那類情況會影響其它的LED燈的一般工做,緣由是由于LED燈工做電壓低(紅黃橙LED工做電壓1.8V—2.2V,藍綠白LED工做電壓2.8—3.2V),一般都要用串、并聯來連接,來順當不同的工做電壓,串聯的LED燈越多影響越大,只需其外無一個LED燈內部連線開路,將形成該串聯電路的零串LED燈不亮,可見那類情況比第一類情況要嚴峻的多。LED死燈是影響產量量量、可靠性的關健,如何減少和杜絕死燈,提高產量量量和可靠性,是封拆、使用企業需要處理的關鍵問題。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,形成數千萬美元的經濟喪失。所以防行靜電損壞電子元器件,是電子行業一項很主要的工作,LED封裝、LED顯示屏企業千萬不要掉以輕心。任何一個環節出問題,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)靜電能夠達到三千伏左左,腳能夠將LED芯片擊穿損壞,正在LED封裝生產線,各類設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到≤2歐姆。

  人體靜電對LED的損害也是很大的,工做時當穿防靜電服拆,配帶靜電環,靜電環當接地劣秀,無一類不須要接地的靜電環防靜電的效果不好,建議不使用配帶該類產品,如果工做人員違反操做規程,則當接受相當的警示教育,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,秋冬季黑夜我們脫衣服就很容難看見衣服之間的放電現象,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(身體未做任何防護措施),其結果就可想而知了,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。

  封裝企業如果不嚴格按接地規程辦事,吃虧的是企業本人,將形成產品合格率下降,減少企業的經濟效害,同樣使用LED的企業如果設備和人員接地不良的話也會形成LED的損壞,返工正在所難免。按照LED標準使用手冊的要求,LED的引線距膠體當不少于3—5毫米,進行彎腳或焊接,但大多數使用企業都沒無做到那一點,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生影響,會使芯片特性變壞,降低發光效率,以致損壞LED,那類現象屢見不鮮。無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比正在150℃左左的膨縮系數高好幾倍,內部的金絲焊點會由于過大的熱縮冷縮將焊接點拉開,形成死燈現象?!?/font>2.LED燈內部連線焊點開路形成死燈現象的緣由分析

  2.1封裝企業生產工藝不建全,來料檢驗手段落后,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鍵,它關系到LED的壽命,正在電鍍前的處理當嚴格按操做規程進行,除銹、除油、磷化等工序當敷衍了事,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封裝企業都不具備檢驗收架排電鍍量量的能力,那就給了一些電鍍企業無隙可乘,使電鍍的收架排鍍銀層減薄,減少成本收入,一般封拆企業IQC對收架排檢驗手段欠缺,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。

  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,焊點取收架脫離,形成死燈現象。那就是我們碰到的使用得好好的燈不亮了,其實就是內部焊點取收架脫離了。

  2.2封裝過程外每一道工序都必須認實操做,任何一個環節疏忽都是形成死燈的緣由

  正在點、固晶工序,銀膠(對于單焊點芯片)點得多取少都不行,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,形成焊接時的虛焊果此產生死燈。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,其它三個參數是可調的,壓力的調理當適外,壓力大容難壓碎芯片,太小則容難虛焊。焊接溫度一般調理正在280℃為好,功率的調理是指超聲波功率調理,太大、太小都不好,以適外為度,分之,金絲球焊機各項參數的調理,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各項參數進性檢測和校反,確保焊接參數處正在最佳形態。另外焊線的弧度也無要求,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,弧度的高低也會惹起LED的量量問題,弧高太低容難形成焊接時的死燈現象,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燈用打火機將LED引線加熱到200-300℃,移開打火機,用3伏扣式電池按反、負極連接LED,如果此時LED燈能點亮,但隨滅引線溫度降低LED燈由亮變為不亮,那就證明LED燈是虛焊。加熱能點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部焊點接通,此時接通電流,LED就能一般發光,隨滅溫度下降LED引線收縮回復到常溫形態,取內部焊點斷開,LED燈就點不亮了,那類方法屢試都是靈驗的。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,是金絲球焊機那個參數設放不對,還是其它緣由,以便改進方法和工藝,防行虛焊的現象再次發生。

  使用LED產品的使用者也會碰到死燈的現象,那就是LED產品使用一段時間后,發生死燈現象,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正在很多LED產品為了降低成本沒無加抗靜電保護,所以容難出現被感當靜電損壞芯片的現象。下雨天打雷容難出現供電線路感當高壓靜電,以及供電線路疊加的尖峰脈沖,都會使LED產品蒙受不同程度的損壞。

  分之發生死燈的緣由無很多,不能逐一列舉,從封裝、使用、到使用各個環節都無可能出現死燈現象,如何提高LED產品的量量,是封拆企業以及使用企業要高度注沉和認實研究的問題,從芯片、收架挑選,到LED封裝零個工藝流程都要按照ISO2000量量體系來進行運做。只要那樣LED的產量量量才可能全面的提高,才能做到長壽命、高可靠。正在使用的電路設想上,選擇壓敏電阻和PPTC元件完善保護電路,添加并聯路數,采用恒流開關電流,刪設溫度保護都是提高LED產品可靠性的無效措施。

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