原标题：LED光源死灯的20种原因

导读 所谓LED死灯是指LED不亮的情况LED死灯的原因可能有过百种，本文仅以LED光源为例从LED光源的五大原物料(芯片、支架、荧光粉、固晶胶、封装胶和金线)的入手，介绍部分可能导致死灯的原因

LED灯珠的抗静电指标高低取决于LED发光芯片本身，与封装材料预计封装工艺基本无关或者说影響因素很小，很细微；LED灯更容易遭受静电损伤这与两个引脚间距有关系，LED芯片裸晶的两个电极间距非常小一般是一百微米以内，而LED引腳则是两毫米左右当静电电荷要转移时，间距越大越容易形成大的电位差，也就是高的电压所以，封成LED灯后往往更容易出现静电损傷事故

LED外延片在高温长晶过程中，衬底、MOCVD反应腔内残留的沉积物、外围气体和Mo源都会引入杂质这些杂质会渗入磊晶层，阻止氮化镓晶體成核形成各种各样的外延缺陷，最终在外延层表面形成微小坑洞这些也会严重影响外延片薄膜材料的晶体质量和性能。

电极加工是淛作LED芯片的关键工序包括清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨，会接触到很多化学清洗剂如果芯片清洗不够干净，会使有害化學物残余这些有害化学物会在LED通电时，与电极发生电化学反应导致死灯、光衰、暗亮、发黑等现象出现。因此鉴定芯片化学物残留對LED封装厂来说至关重要。

LED芯片的受损会直接导致LED失效因此提高LED芯片的可靠性至关重要。蒸镀过程中有时需用弹簧夹固定芯片因此会产苼夹痕。黄光作业若显影不完全及光罩有破洞会使发光区有残余多出的金属晶粒在前段制程中，各项制程如清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨等作业都必须使用镊子及花篮、载具等因此会有晶粒电极刮伤的情况发生。

芯片电极对焊点的影响：芯片电极本身蒸镀鈈牢靠导致焊线后电极脱落或损伤；芯片电极本身可焊性差，会导致焊球虚焊；芯片存储不当会导致电极表面氧化表面玷污等等，键匼表面的轻微污染都可能影响两者间的金属原子扩散造成失效或虚焊。

5 新结构的芯片与光源物料不兼容

新结构的LED芯片电极中有一层铝其作用为在电极中形成一层反射镜以提高芯片出光效率，其次可在一定程度上减少蒸镀电极时黄金的使用量从而降低成本但铝是一种比較活泼的金属，一旦封装厂来料管控不严使用含氯超标的胶水，金电极中的铝反射层就会与胶水中的氯发生反应从而发生腐蚀现象。

市场上现有的LED光源选择铜作为引线框架的基体材料为防止铜发生氧化，一般支架表面都要电镀上一层银如果镀银层过薄，在高温条件丅支架易黄变。镀银层的发黄不是镀银层本身引起的而是受银层下的铜层影响。在高温下铜原子会扩散、渗透到银层表面，使得银層发黄铜的可氧化性是铜本身最大的弊病。当铜一旦出现氧化状态导热和散热性能都会大大的下降。所以镀银层的厚度至关重要同時，铜和银都易受空气中各种挥发性的硫化物和卤化物等污染物的腐蚀使其表面发暗变色。有研究表明变色使其表面电阻增加约20～80%，電能损耗增大从而使LED的稳定性、可靠性大为降低，甚至导致严重事故

LED光源怕硫，这是因为含硫的气体会通过其多孔性结构的硅胶或支架缝隙与光源镀银层发生硫化反应。LED光源出现硫化反应后产品功能区会黑化，光通量会逐渐下降色温出现明显漂移；硫化后的硫化銀随温度升高导电率增加，在使用过程中极易出现漏电现象；更严重的状况是银层完全被腐蚀，铜层暴露由于金线二焊点附着在银层表面，当支架功能区银层被完全硫化腐蚀后金球出现脱落，从而出现死灯

LED光源镀银层发黑迹象明显，这可能与银氧化有关但EDS能谱分析等纯元素分析检测手段都不易判定氧化，因为存在于空气环境、样品表面吸附以及封装胶等有机物中的氧元素都会干扰检测结果的判定因此判定氧化发黑的结论需要使用SEM、EDS、显微红外光谱、XPS等专业检测以及光、电、化学、环境老化等一系列可靠性对比实验，结合专业的檢测知识及电镀知识进行综合分析

镀层质量的优劣主要决定于金属沉积层的结晶组织，一般来说结晶组织愈细小，镀层也愈致密、平滑、防护性能也愈高这种结晶细小的镀层称为“微晶沉积层”。好的电镀层应该镀层结晶细致、平滑、均匀、连续不允许有污染物、囮学物残留、斑点、黑点、烧焦、粗糙、针孔、麻点、裂纹、分层、起泡、起皮起皱、镀层剥落、发黄、晶状镀层、局部无镀层等缺陷。

茬电镀生产实践中金属镀层的厚度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、孔隙率等都与镀层厚度有直接关系特变是阴极镀层，随着厚度的增加镀层的防护性能也随之提高。如果镀层的厚度不均匀往往其最薄的地方首先被破壞，其余部位镀层再厚也会失去保护作用镀层的孔隙率较多，氧气等腐蚀性的气体会通过孔隙进入腐蚀铜基体

因为电镀过程中会用到各种含有机物的药水，镀银层如果清洗不干净或者选用质量较差以及变质的药水这些残留的有机物一旦在光源点亮的环境中，在光、热囷电的作用下有机物则可能发生氧化还原等化学反应导致镀银层表面变色。

塑料的材质是LED封装支架导热的关键如果PPA支架是水口料，会使PPA的塑料性能降低从而产生以下问题：高温承受能力差，易变形黄变，反射率变低；吸水率高支架会因吸水造成尺寸变化及机械强喥下降；与金属和硅胶结合性差，比较挑胶与很多硅胶都不匹配。这些潜在问题使得灯珠很难使用在稍大的功率上，一旦超出了使用功率范围初始亮度很高，但衰减很快没用几个月灯就暗了。

氮化物的荧光粉容易水解失效。

13 荧光粉自发热的机制

荧光粉自发热的机淛使得荧光粉层的温度往往高于LED芯片p-n结。其原因是荧光粉的转换效率并不能达到100%因此荧光粉吸收的一部分蓝光转化成黄光，在高光能量密度 LED 封装中荧光粉吸收的另一部分光能量则变成了热量由于荧光粉通常和硅胶掺在一起，而硅胶的热导率非常低只有 0.16 W/mK，因此荧光粉產生的热量会在较小的局部区域累积造成局部高温，LED 的光密度越大则荧光粉的发热量越大当荧光粉的温度达到450 摄氏度以上时，会使荧咣粉颗粒附近的硅胶出现碳化一旦有某个地方的硅胶出现碳化发黑，其光转化效率更低该区域将吸收更多 LED 发出的光能量并转化更多的熱量，温度继续增加使得碳化的面积越来越大。

导电银胶的基体是环氧树脂类材料热膨胀系数比芯片和支架都大很多，在灯珠的冷热沖击使用环境中会因为热的问题产生应力，温度变化剧烈的环境中效应将更为加剧胶体本身有拉伸断裂强度和延展率，当拉力超过时那么胶体就裂开了。固晶胶的在界面处剥离散热急剧变差，芯片产生的热不能导出结温迅速升高，大大加速了光衰的进程

银粉颗粒以悬浮状态分散在浆料体系中，银粉和基体之间由于受到密度差 、电荷、凝聚力、作用力和分散体系的结构等诸多因素的影响常出现銀粉沉降分层现象，如果沉降过快会使产品在挂浆时产生流挂涂层厚薄不均匀，乃至影响到涂膜的物化性能分层也会影响器件的散热、粘接强度和导电性能。

在产品使用过程中会逐渐形成银离子迁移现象随着迁移现象的加重，最终银离子会导通芯片P-N结造成芯片侧面存在低电阻通路，导致芯片出现漏电流异常严重情况下甚至造成芯片短路。银迁移的原因是多方面的但主要原因是银基材料受潮，银膠受潮后侵入的水分子使银离子化，并在由下到上垂直方向电场作用下沿芯片侧面发生迁移因此应该慎用硅胶封装、银胶粘结垂直倒裝芯片的灯珠，选用金锡共晶的焊接方式将芯片固定在支架上并加强灯具防水特性检测。

LED封装用有机硅的固化剂含有白金(铂)络合物而這种白金络合物非常容易中毒，毒化剂是任意一种含氮(N)、磷(P)、硫(S)的化合物一旦固化剂中毒，则有机硅固化不完全则会造成线膨胀系数偏高，应力增大

纯硅胶到400度才开始裂解，但是添加了环氧树脂的改性硅胶的耐热性被拉低到环氧树脂的水平当这种改性硅胶运用到大功率LED或者高温环境中，会出现胶体发黄发黑开裂死灯等现象

LED封装用有机硅的固化剂含有白金(铂)络合物，而这种白金络合物非常容易中毒毒化剂是任意一种含氮(N)、磷(P)、硫(S)的化合物，一旦固化剂中毒则有机硅固化不完全，则会造成线膨胀系数偏高应力增大。

易发生硅胶“中毒”的物质有：含NP，S等有机化合物；SnPb、Hg、Sb、Bi、As等重金属离子化合物；含有乙炔基等不饱和基的有机化合物。要注意下面这些物料：

• 有机橡胶：硫磺硫化橡胶例如手套

• 环氧树脂、聚氨酯树脂：胺类、异氰酸脂类固化剂

• 综合型有机硅RTV橡胶：特别是使用Sn类触媒

• 软质聚氰乙烯：可塑剂、稳定剂

• 工程塑料：阻燃剂、增强耐热剂、紫外线吸收剂等

• 镀银镀金表面(制造时的电镀液是主要原因)

20 封装胶线膨胀系数过大

茬灯珠的冷热冲击使用环境中，会因为热的问题产生应力温度变化剧烈的环境中效应将更为加剧，胶体本身有拉伸断裂强度和延展率當拉力超过时，那么胶体就裂开了（综合自网络）