什么是导致LED死光看到它的重要因素！

产品研发、生产企业的发展，也制约着LED死光灯的发展到底有哪些因素

通过行业专家访谈，从专业的角度分析LED研发、生产、销售和应用中导致LED死光的具体因素。

为了说明，LED死光原因可能有上百种，时间有限，今天我们只想举个例子，从LED光源的五种原料（金丝

，芯片，支架，荧光粉，固体胶和包装胶），介绍一些可能的死光原因。

1、铜合金、镀金银合金丝、银合金丝代替金丝

金丝具有导电性高、导热性好、耐腐蚀、韧性好、化学稳定性好等优点，但金丝价格昂贵，导致包装成本高。在元素周期表中，金、银、铜和铝这四种过渡金属元素具有高导电性。许多LED制造商正试图开发铜合金、镀金银合金线和银合金线，以取代昂贵的金线。虽然这些替代品在某些性能上优于金丝，但它们的化学稳定性要差得多，例如易受硫/氯/溴化影响的银丝和镀金银合金丝，以及易受氧化影响的铜丝。在封装硅胶类似于吸水透气海绵的情况下，这些替代品使接线容易受到化学腐蚀，降低了光源的可靠性，使用时间长，容易断线死灯。

1克黄金，可拉制长度、直径为50微米（2密耳）的金丝，也可拉制长、直径为25微米（1密耳）金丝。如果金线的长度是固定的，如果引入的金线的直径是原来的一半，那么金线的电阻测量值是正常值的四分之一。

对于供应商来说，金丝直径越细，在相同的销售价格下，成本越低，利润越高。对于使用金丝的LED客户来说，如果他们购买直径为直角的金丝，金丝的电阻会增加，保险丝电流会降低，这将大大降低LED光源的寿命。例如，MIL金丝的寿命必然比MIL金线的寿命短。

（1） 导线表面应无刻痕、凹坑、划痕、裂纹、碰撞、断裂和其他会缩短设备使用寿命并超过导线直径5%的缺陷。在金线的拉拔过程中，金线表面的表面缺陷会导致电流密度增加，使受损部分容易烧伤，同时抵抗机械应力的能力降低，导致内引线受损部分断裂。

（2） 金丝表面应无油、锈迹、灰尘和其他粘附物，这将降低金丝与金丝和支架之间的粘合强度。

能够承受树脂包装冲击的好金丝必须具有规定的断裂载荷和伸长率。同时，金丝的断裂力和伸长率对引线的粘结质量起着关键作用，断裂伸长率高的粘结线更有利于粘结。金丝太软会导致以下问题：

LED灯珠的抗静电指数取决于其本身，包装材料与包装工艺基本无关，或者影响因素很小、很微妙；LED灯更容易受到静电损坏，这与两个针脚的间距有关。LED芯片的两个电极的间距非常小，通常在100微米以内，LED引脚约为2毫米。当静电电荷转移时，间距越大，就越容易形成较大的电位差，即高电压。因此，密封LED灯往往更容易发生静电损坏事故。

在LED外延片高温长时间结晶过程中，杂质会进入衬底、MOCVD反应腔中的残余沉积物、外围气体和钼源。这些杂质会渗入外延层，阻止氮化镓晶体的成核，形成各种外延缺陷，最终在外延层表面形成微孔。这也将严重影响外延薄膜材料的晶体质量和性能。

电极加工是芯片的关键工艺，包括清洗、蒸发、黄光、化学蚀刻、熔接、研磨等，都会接触到大量化学清洗剂，如果芯片清洗不够干净，会留下有害的化学残留物。当LED通电时，这些有害化学物质会与电极发生电化学反应，导致死光、光故障、暗亮、黑色等现象。因此，芯片化学残留物的识别对工厂来说非常重要。

芯片损坏会直接导致LED失效，因此提高LED芯片的可靠性非常重要。在蒸发过程中，有时需要用弹簧夹固定芯片，因此会产生夹痕。如果显影不完整，且遮光罩有一个孔，发光区域将有残留金属。在粮食生产过程的第一阶段，所有过程，如清洁、蒸发、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨等操作必须使用镊子、花篮、车辆等，因此会有粮食电极刮擦。

切屑电极对焊点的影响：切屑电极本身不可靠蒸发，导致焊丝焊后电极脱落或损坏；切屑电极本身的焊接性差会导致焊球缺陷。芯片存储不当会导致电极表面氧化、表面污染等，键合表面的轻微污染可能会影响金属原子在两者之间的扩散，从而导致故障或焊接。

LED芯片电极的新结构有一层铝，用于在电极中形成一层镜子，以提高芯片的光效率。其次，它可以在一定程度上减少蒸发电极中的金用量，从而降低成本。然而，铝是一种相对活跃的金属。一旦包装厂来料控制不严，使用含氯过量的胶水，金电极中的铝反射层就会与胶水中的氯发生反应，从而引起腐蚀现象。

市场上现有的LED光源选择铜作为引线框架的基体材料。为了防止铜氧化，脚手架表面通常镀一层银。如果银涂层太薄，在高温下，支架容易发黄。银层变黄不是由银层本身引起的，而是由银层下面的铜层引起的。在高温下，铜原子扩散并穿透银层表面，使其变黄。铜最大的问题是它的氧化性。铜一旦出现氧化状态，其导热和散热性能将大大降低。因此，银涂层的厚度非常重要。同时，铜和银易受空气中各种挥发性污染物的腐蚀，如硫化物和卤化物，使其表面变暗和变色。研究表明，变色会使表面电阻增加约20~80%，功率损耗增加，大大降低LED的稳定性和可靠性，甚至导致严重事故。

LED光源怕硫，因为硫气体会通过多孔结构的硅胶或支架间隙，与镀银的光源发生硫化反应。LED光源硫化反应后，产品功能区变黑，光通量逐渐降低，色温明显漂移。硫化后，硫化银的电导率随温度的升高而增加，在使用过程中容易发生泄漏。在更严重的情况下，银层完全腐蚀，铜层暴露。由于金丝第二焊点附着在银层表面，当脚手架功能区的银层完全硫化和腐蚀时，金球会脱落，导致灯熄灭。

在LED发黑的初始诊断中，硫/氯/溴越来越难找到。然而，LED光源的镀银层显示出明显的发黑，这可能与银氧化有关。然而，EDS等纯元素分析和检测方法不容易确定氧化，因为空气环境中存在的氧元素、样品表面吸附、包装胶等有机物会干扰检测结果的测定。因此，要确定氧化发黑的结论，需要使用SEM、EDS、显微红外光谱、XPS等专业检测手段，以及一系列光、电、化学、环境老化的可靠性对比实验，并结合专业检测知识和电镀知识进行综合分析。

涂层的质量主要取决于金属沉积层的结晶结构。一般来说，晶体结构越小，涂层越致密、光滑，防护性能越高。薄结晶沉积物称为“微晶沉积物”。良好的电镀应是镀层结晶、光滑、均匀、连续，不允许有污染物、化学残留物、斑点、黑点、烧焦、粗糙、针孔、点蚀、裂纹、分层、起泡、剥落、发黄、结晶镀层、局部无镀层缺陷。

在电镀生产实践中，金属镀层的厚度以及镀层的均匀性和完整性是检查镀层质量的重要指标之一，因为镀层的防护性能和孔隙率直接关系到镀层的厚度。特殊的变化是阴极涂层。随着涂层厚度的增加，涂层的防护性能也随之提高。如果涂层厚度不均匀，通常首先破坏其最薄处，其余涂层厚度将失去保护作用。

涂层的孔隙率更大，腐蚀性气体（如氧气）将通过孔隙进入铜基体

对于电镀过程中会使用各种有机药液，镀银层如果清洗不干净，或使用质量差和不良的药剂，一旦这些残留的有机物在光源环境下，在光、热和电的作用下，有机物可能会因氧化还原等化学反应导致银镀层表面变色。

塑料材料是LED封装支架导热的关键。如果PPA支架是喷嘴材料，会降低PPA的塑性性能，导致以下问题：耐高温性差、易变形、发黄、反射率低；吸水率高，支架会因吸水而引起尺寸变化和机械强度下降；与金属和硅胶结合不良，胶水相对较硬，很多硅胶不匹配。这些潜在问题使得在稍高功率下使用灯珠变得困难，一旦超出功率范围，初始亮度非常高，但在灯变暗后不到几个月就会迅速衰减。

由于荧光粉的自发加热机制，荧光粉层的温度通常高于LED P-N结的温度。原因是磷光体的转换效率不是100%，因此磷光体吸收的部分蓝光被转换为黄光，而磷光体所吸收的另一部分光能在高光能密度LED封装中被转换为热。由于磷光体通常与硅胶混合，硅胶的导热系数很低，只有W/mK，因此磷光体产生的热量会在局部小面积积聚，导致局部高温。LED的光密度越大，磷光体产生的热量越大。当磷光体的温度达到450℃以上时，磷光体颗粒附近的硅胶将碳化。一旦硅胶碳化变黑，其光转换效率就会降低。该区域从LED吸收更多光能并转换更多热量。温度继续升高，使碳化面积越来越大。

是环氧树脂导电银胶基体材料，热膨胀系数远大于芯片和支架，用于灯珠冷热冲击环境中，会因热问题产生应力，严重的环境温度变化效应会更加加剧，胶体本身具有拉伸断裂强度和延伸率，当拉过时，胶体破裂。当界面处的固体胶剥落时，散热急剧恶化，芯片产生的热量无法输出，结温迅速上升，大大加速了光衰变过程。

银粉颗粒处于悬浮分散状态，在浆液体系中，由于银与基体之间的密度差、电荷、内聚力、作用力和分散体系结构等诸多因素，经常出现沉降分层，银如果沉降过快会使产品在等离子体中产生凹陷，涂层厚度不均匀，甚至影响涂层的材料性能，分层也会影响器件的散热、结合强度和导电性。

一位客户用硅胶封装，导电银胶粘接时出现垂直倒光漏光现象，通过分析灯珠不良。在芯片侧面检测到异常的银元素，银颗粒逐渐从底部正银凝胶区域扩散到芯片上部的P-N结侧面，呈现树枝状延伸形态。因此，确定坏灯珠的泄漏故障最有可能是由芯片侧面的固态银凝胶中的银离子迁移引起的。银离子迁移现象是在产品使用过程中逐渐形成的。随着迁移现象的加剧，银离子最终将通过芯片的P-N结，导致芯片侧面出现低电阻路径，导致芯片泄漏电流异常，严重时甚至导致芯片短路。银迁移的原因有很多，但主要原因是银基材料受到水分的影响。银胶受水分影响后，侵入的水分子使银离子离子化，银在电场的作用下沿芯片的侧面自下而上垂直迁移。因此，建议客户应小心使用硅胶封装、银胶粘合垂直倒置芯片珠，使用金锡共晶焊接方法将芯片固定在支架上，并加强灯具检测的防水特性。

LED封装用硅酮固化剂含有铂（铂）络合物，极易中毒。毒剂是任何含有氮（N）、磷（P）和硫（S）的化合物。固化剂一旦中毒，固化剂就不完全，这将导致高线膨胀系数，并增加应力。

根据我们的检测表明，纯硅胶在开裂前达到400度，但加入环氧树脂的改性硅胶的耐热性下降到了环氧树脂的水平。这种改性硅胶用于大功率LED或高温环境时，会出现胶体泛黄、黑裂和死灯现象。

LED封装用硅酮固化剂含有铂（铂）络合物，极易中毒。毒剂是任何含有氮（N）、磷（P）和硫（S）的化合物。固化剂一旦中毒，固化剂就不完全，这将导致高线膨胀系数，并增加应力。

易受硅胶“中毒”的物质有：含有N、P、S等有机化合物；锡、铅、汞、锑、铋、砷等重金属离子化合物；一种含有不饱和基团的有机化合物，如乙炔基团。注意以下材料：

环氧树脂、聚氨酯树脂：胺、异氰酸酯脂固化剂

合成硅橡胶RTV：特别是Sn型催化剂的使用

工程塑料：阻燃剂、耐热剂、紫外线吸收剂等

镀银、镀金表面（制造时的电镀溶液是主要原因）

焊料登记脱气（由加热和固化硅酮引起）

在冷热冲击下的灯珠在使用环境中，由于热应力的问题，温度变化对环境的影响会更加严重，胶体本身具有拉伸断裂强度和伸长率，当张力超过时，胶体就会分裂。

然而，目前国内环氧树脂生产企业普遍生产规模小，管理模式和生产技术落后，操作机械自动化程度低，导致环氧树脂参数难以保证。低质量环氧树脂的生产与我国当前的工业形势有关，急需升级。

环氧树脂中的氯不仅会对镀银层、合金丝或其他活性金属和芯片电极（铝反射层）造成氯化腐蚀，还会与胺固化剂络合，影响树脂的固化。氯含量是环氧树脂的重要物理性能指标，是指环氧树脂中氯的质量分数，包括有机氯和无机氯。无机氯会影响固化树脂的电气性能。有机氯含量表示分子中没有闭环反应的氯醇基团的含量。应尽量减少，否则会影响树脂的固化和固化物的性能。