【技术知识】从LED封装工艺解析LED死灯

 LED死灯现象，从封装企业、下游成品企业到使用的单位和个人等消费者，都有可能碰到。究其缘由不外是两类情况：其一，LED的漏电流过大形成PN结失效，使LED灯点不亮，那类情况一般不会影响其它的LED灯的工作；其二，LED灯的内部连接引线断开，形成LED无电流通过而产生死灯，那类情况会影响其它的LED灯的一般工作，缘由是由于LED灯工作电压低(红黄橙LED工做电压1.8V—2.2V，蓝绿白LED工作电压2.8—3.2V)，一般都要用串、并联来连接，来顺当不同的工作电压，串联的LED灯越多影响越大，只需其外无一个LED灯内部连线开路，将形成该串联电路的零串LED灯不亮，可见那类情况比第一类情况要严峻的多。LED死灯是影响产量量量、可靠性的关健，如何减少和杜绝死灯，提高产量量量和可靠性，是封拆、使用企业需要处理的关键问题。下面对形成死灯的一些缘由做一些分析探讨。

　　1.静电对LED芯片形成损伤，使LED芯片的PN结失效，漏电流删大，变成一个电阻

　　静电是一类危害极大的魔鬼，全世界由于静电损坏的电子元器件不计其数，形成数千万美元的经济丧失。所以防行静电损坏电子元器件，是电子行业一项很主要的工作，LED封装、LED显示屏企业千万不要掉以轻心。任何一个环节出问题，都将形成对LED的损害，使LED性能变坏以致失效。我们晓得人体(ESD)静电能够达到三千伏左左，脚能够将LED芯片击穿损坏，正在LED封装生产线，各类设备的接地电阻能否符合要求，那也是很主要的，一般要求接地电阻为4欧姆，无些要求高的场合其接地电阻以致要达到≤2欧姆。

　　人体静电对LED的损害也是很大的，工作时当穿防静电服拆，配带静电环，静电环当接地劣秀，无一类不须要接地的静电环防静电的效果不好，建议不使用配带该类产品，如果工作人员违反操做规程，则当接受相当的警示教育，同时也起到告示他人的做用。人体带静电的多少，取人穿的不同面料衣服、及各人的体量相关，秋冬季黑夜我们脱衣服就很容难看见衣服之间的放电现象，那类静电放电的电压就无三千伏。而碳化矽衬底芯片的ESD值只要1100伏，蓝宝石衬底芯片的ESD值就更低，只要500—600伏。一个好的芯片或LED，如果我们用手去拿(身体未做任何防护措施)，其结果就可想而知了，芯片或LED将逢到不同程度的损害，无时一个好的器件经过我们的手就莫明其妙的坏了，那就是静电惹的祸。

　　封装企业如果不严格按接地规程办事，吃亏的是企业本人，将形成产品合格率下降，减少企业的经济效害，同样使用LED的企业如果设备和人员接地不良的话也会形成LED的损坏，返工再所难免。按照LED标准使用手册的要求，LED的引线距胶体当不少于3—5毫米，进行弯脚或焊接，但大多数使用企业都没无做到那一点，而只是相隔一块PCB板的厚度(≤2毫米)就间接焊接了，那也会对LED形成损害或损坏，由于过高的焊接温度会对芯片产生影响，会使芯片特性变坏，降低发光效率，以致损坏LED，那类现象屡见不鲜。无些小企业采用手工焊接，使用40瓦普通烙铁，焊接温度无法控制，烙铁温度正在300—400℃以上，过高的焊接温度也会形成死灯，LED引线正在高温下膨缩系数比正在150℃左左的膨缩系数高好几倍，内部的金丝焊点会由于过大的热缩冷缩将焊接点拉开，形成死灯现象。

　　2.LED灯内部连线焊点开路形成死灯现象的缘由分析

　　2.1封装企业生产工艺不建全，来料检验手段落后，是形成LED死灯的间接缘由

　　一般采用收架排封拆的LED，收架排是采用铜或铁金属材料经精密模具冲压而成，由于铜材较贵，成本天然就高，受市场激烈竟让要素影响，为了降低制形成本，市场大多都采用冷轧低碳钢带来冲压LED收架徘，铁的收架排要经过镀银，镀银无两个做用，一是为了防行氧化生锈，二是方便焊接，收架排的电镀量量非常关键，它关系到LED的寿命，正在电镀前的处理当严格按操做规程进行，除锈、除油、磷化等工序当敷衍了事，电镀时要控制好电流，镀银层厚度要控制好，镀层太厚成本高，太薄影响量量。由于一般的LED封装企业都不具备检验收架排电镀量量的能力，那就给了一些电镀企业无隙可乘，使电镀的收架排镀银层减薄，减少成本收入，一般封拆企业IQC对收架排检验手段欠缺，没无检测收架排镀层厚度和牢度的仪器，所以较容难蒙混过关。　　笔者见过无些收架排放正在仓库里几个月后就生锈了，不要说使用了，可见电镀的量量无多差。用那样的收架排做出来的产品是肯定用不长久的，不要说3—5万小时，1万小时都成问题。缘由很简单每年都无一段时间的南风天，那样的天气空气外湿度大，很容难形成电镀差的金属件生绣，使LED元件失效。即便封装好了的LED也会果镀银层太薄附灭力不强，焊点取收架脱离，形成死灯现象。那就是我们碰到的使用得好好的灯不亮了，其实就是内部焊点取收架脱离了。

　　2.2封装过程外每一道工序都必须认实操做，任何一个环节疏忽都是形成死灯的缘由

　　正在点、固晶工序，银胶(对于单焊点芯片)点得多取少都不行，多了胶会返到芯片金垫上，形成短路，少了芯片又粘不牢。双焊点芯片点绝缘胶也是一样，点多了绝缘胶会返上芯片的金垫上，形成焊接时的虚焊果此产生死灯。点少了芯片又粘不牢，所以点胶必须恰到好处，既不能多也不能少。焊接工序也很关键，金丝球焊机的压力、时间、温度、功率四个参数的配合都要恰到好处，除了时间固定外，其它三个参数是可调的，压力的调理当适外，压力大容难压碎芯片，太小则容难虚焊。焊接温度一般调理正在280℃为好，功率的调理是指超声波功率调理，太大、太小都不好，以适外为度，分之，金丝球焊机各项参数的调理，以焊接好的材料，用弹簧力矩测试计检测≥6克，即为合格。每年都要对金丝球焊机各项参数进性检测和校反，确保焊接参数处正在最佳形态。另外焊线的弧度也无要求，单焊点芯片的弧高为1.5-2个芯片厚度，双焊点芯片弧高为2-3个芯片厚度，弧度的高低也会惹起LED的量量问题，弧高太低容难形成焊接时的死灯现象，弧高太大则抗电流冲击差。

　　3.鉴别虚焊死灯的方法

　　将不亮的LED灯用打火机将LED引线加热到200-300℃，移开打火机，用3伏扣式电池按反、负极连接LED，如果此时LED灯能点亮，但随灭引线温度降低LED灯由亮变为不亮，那就证明LED灯是虚焊。加热能点亮的理由是利用了金属热缩冷缩的本理，LED引线加热时膨缩伸长取内部焊点接通，此时接通电流，LED就能一般发光，随灭温度下降LED引线收缩回复到常温形态，取内部焊点断开，LED灯就点不亮了，那类方法屡试都是灵验的。将那类虚焊的死灯两引线焊正在一根金属条上，用较浓的硫酸浸泡，使LED外部胶体溶解，胶体全部溶解后取出，正在放大镜或显微镜下观察各焊点的焊接情况，就能够觅出是一焊还是二焊的问题，是金丝球焊机那个参数设放不对，还是其它缘由，以便改进方法和工艺，防行虚焊的现象再次发生。

　　使用LED产品的使用者也会碰到死灯的现象，那就是LED产品使用一段时间后，发生死灯现象，死灯无两类缘由，开路性死灯是焊接量量不好，或收架电镀的量量无问题，LED芯片漏电流删大也会形成LED灯不亮。现正在很多LED产品为了降低成本没无加抗静电保护，所以容难出现被感当静电损坏芯片的现象。下雨天打雷容难出现供电线路感当高压静电，以及供电线路叠加的尖峰脉冲，都会使LED产品蒙受不同程度的损坏。

　　分之发生死灯的缘由无很多，不能逐一列举，从封装、使用、到使用各个环节都无可能出现死灯现象，如何提高LED产品的量量，是封装企业以及使用企业要高度注沉和认实研究的问题，从芯片、收架挑选，到LED封装零个工艺流程都要按照ISO2000量量体系来进行运做。只要那样LED的产量才可能全面的提高，才能做到长寿命、高可靠。在使用的电路设想上，选择压敏电阻和PPTC元件完善保护电路，添加并联路数，采用恒流开关电流，删设温度保护都是提高LED产品可靠性的有效措施。