LED封装工程师的个人调研总结（三）

小泉泉
发布于 2014-12-08 #PPT/视频/资料直接看回复推送文章

三 LED失效模式失效现象及原因现象A.开路应力，工艺引起的间歇性电连接过流，过功率引起的烧毁
B.短路过流，过功率引起的烧毁芯片表面离子污染
C.漏电芯片表面存在污染工艺缺陷（空洞，裂纹）失效原因
A 封装失效：支架锈蚀、连接线断裂、封装材料（固晶胶、封装胶等）结构变化（退化）、荧光粉失效等引起的失效。
B 芯片失效：芯片材料缺陷、电极材料劣化、PN结结构损伤、芯片电极欧姆接触不良及芯片污染等引起的失效。
C 电应力失效：由过电流过电压冲击、过驱动、静电损伤等引起的失效。
D 热应力失效：结温过高、恶劣环境等引起的失效。
E 装配失效：指的是焊接不良、装配不当等引起的失效。
光衰问题1.荧光粉高温下性能衰退2.蓝光LED自身快速衰退3.LED支架导热不良4.封装其他材料如固晶胶，密封胶等5.封装工艺6.应用不当（供电，散热等）7.紫外辐射等
荧光粉1.受温度影响严重。散热不好，更易老化，量子效率降低，黄光成分减少，并导致光输出的减少和颜色的漂移
A. 初始光通1000小时内上升，与胶的混合作用B. 荧光粉自身衰减，30%的总体衰减，芯片只占百分之几C. 与胶混合的混合反应也有衰减作用
2. 蓝光LED自身衰减A.和衬底有关，没有晶格匹配的衬底，制作出的芯片缺陷率比较高。
B.GaN自身是N型LED照明，说明两种离子尺寸相差过大，本身容易产生缺陷
C.正向电压随老化时间增加而增大，IV特性出现退化。欧姆接触和P型GaN层的表面受大电流和高温影响而退化，缺陷增多，导致寄生串联电阻增加
3. 支架导热不良A. 热电不分离B. 光反射层腐蚀导致支架和灌封胶剥落
4. 封装其他材料A.环氧树脂绝缘胶导热性差，但亮度高B.硅树脂绝缘胶导热效果稍好，亮度高，但固晶片时旁边残留的硅树脂与环氧树脂结合产生隔层，冷热冲击剥离死灯；C.银胶导热好，可延长芯片寿命，但光吸收比较大，亮度低。双电极蓝光晶片用银胶固晶时，需严格控制胶量，否则易产生短路，影响良品率
5. 封装工艺不当
6. 应用不当A. 恒压供电B. 散热（出光率低，散热材料）
7. 紫外辐射光学材料黄化，硅胶比环氧树脂抗UV能力强且硅胶散热效果比环氧树脂好；
色漂问题
1.高温影响荧光粉性能（以下图片皆可放大查看）

经过1000小时高温存储后，荧光粉色温发生不同程度的漂移，但和不同厂家有很大关系
2.湿度影响荧光粉性能

湿度对荧光粉性能有一定影响
3. 高温对胶体透光性能的影响

高温可使胶的透光率下降30%左右
高温对添加了荧光粉的胶体的影响高色温无论透光性还是色温的漂移都高于低色温

原因：高色温荧光粉量少，胶体多，凸显了胶体对色温漂移的影响
结论：色温漂移的机理主要与温度有关，但高温对荧光粉漂移影响不大，主要是荧光胶的胶体在高温下透明性能变差，造成色温漂移，光效下降
LED散热性能对失效模式及程度有很大影响散热有芯片散热和集成散热
散热设计原则：1.热源与散热器的大接触面设计；2.灌胶，作用：散热绝缘固定；3.空隙部位导热膏的灵活运用；4.散热器表面处理方式（阳极黑色>阳极原色及基于阳极的处理方式>电镀>普通铝）；5.合理的系统散热设计（外壳孔位，表面积……）；6. 减小PCB与散热器的接触面粗糙度；7.散热设计的同时需兼顾结构。
芯片散热：SiC衬底，Si衬底蓝宝石衬底：覆晶结构（新衬底为Si，或者金属）
集成散热1.MCPCB板绝缘高导热层