LED失效分析方法

和半導(dǎo)體器件一樣，發(fā)光二極管(LED)早期失效原因分析是可靠性工作的重要部分，是提高LED可靠性的積極主動(dòng)的方法°LED失效分析步驟必須遵循先進(jìn)行非破壞性、可逆、可重復(fù)的試驗(yàn)，再做半破壞性、不可重復(fù)的試驗(yàn)，最后進(jìn)行破壞性試驗(yàn)的原則。采用合適的分析方法，最大限度地防止把被分析器件(DUA)的真正失效因素、跡象丟失或引入新的失效因素，以期得到客觀的分析結(jié)論。針對(duì)LED所具有的光電性能、樹脂實(shí)心及透明封裝等特點(diǎn)，在LED早期失效分析過程中，已總結(jié)出一套行之有效的失效分析新方法。2LED失效分析方法2.1減薄樹脂光學(xué)透視法在LED失效非破壞性分析技術(shù)中，目視檢驗(yàn)是使用最方便、所需資源最少的方法，具有適當(dāng)檢驗(yàn)技能的人員無論在任何地方均能實(shí)施，所以它是最廣泛地用于進(jìn)行非破壞檢驗(yàn)失效LED的方法。除外觀缺陷外，還可以透過封裝樹脂觀察內(nèi)部情況，對(duì)于高聚光效果的封裝，由于器件本身光學(xué)聚光效果的影響，往往看不清楚，因此在保持電性能未受破壞的條件下，可去除聚光部分，并減薄封裝樹脂，再進(jìn)行拋光，這樣在顯微鏡下就很容易觀察LED芯片和封裝工藝的質(zhì)量。諸如樹脂中是否存在氣泡或雜質(zhì)；固晶和鍵合位置是否準(zhǔn)確無誤;支架、芯片、樹脂是否發(fā)生色變以及芯片破裂等失效現(xiàn)象，都可以清楚地觀察到了。2.2半腐蝕解剖法對(duì)于LED單燈，其兩根引腳是靠樹脂固定的，解剖時(shí)，如果將器件整體浸入酸液中，強(qiáng)酸腐蝕祛除樹脂后，芯片和支架引腳等就完全裸露出來，引腳失去樹脂的固定，芯片與引腳的連接受到破壞，這樣的解剖方法，只能分析DUA的芯片問題，而難于分析DUA引線連接方面的缺陷。因此我們采用半腐蝕解剖法，只將LEDDUA單燈頂部浸入酸液中，并精確控制腐蝕深度，去除LEDDUA單燈頂部的樹脂，保留底部樹脂，使芯片和支架引腳等完全裸露出來，完好保持引線連接情況，以便對(duì)DUA全面分析。圖1所示為半腐蝕解剖前后的65LED，可方便進(jìn)行通電測(cè)試、觀察和分析等試驗(yàn)。圖1 -III|：1' 5I」?心在LED-DUA缺陷分析過程中，經(jīng)常遇到器件初測(cè)參數(shù)異常，而解剖后取得的芯片進(jìn)行探針點(diǎn)測(cè)，芯片參數(shù)又恢復(fù)正常，這時(shí)很難判斷異?，F(xiàn)象是由于封裝鍵合不良導(dǎo)致，還是封裝樹脂應(yīng)力過大所造成。采用半腐蝕解剖，保留底部樹脂，祛除了封裝樹脂應(yīng)力的影響，又保持DUA內(nèi)部引線連接，這樣就很容易確認(rèn)造成失效的因素。2.3金相學(xué)分析法金相學(xué)分析法是源于冶金工業(yè)的分析和生產(chǎn)控制手段，其實(shí)質(zhì)是制備供分析樣品觀察用的典型截面，它可以獲得用其他分析方法所不能得到的有關(guān)結(jié)構(gòu)和界面特征方面的現(xiàn)象［1LLED的截面分析，是對(duì)LED-DUA失效分析的“最后手段”，此后一般無法再進(jìn)行其他評(píng)估分析。它也是一種LED解剖分析法，為了分析微小樣品，在一般試驗(yàn)中，需要對(duì)分析樣品進(jìn)行樹脂灌封，以便進(jìn)行機(jī)械加工，再對(duì)所需要分析的界面進(jìn)行刨削或切斷，然后經(jīng)過研磨、拋光，獲得所要分析的界面。而對(duì)LED器件，有很多本身就是樹脂灌封器件，這樣只要選好界面，就可通過刨削、研磨、拋光等，獲得LED-DUA的典型截面。操作中，剖截面通常可用金剛砂紙研磨，當(dāng)接近所關(guān)注的區(qū)域時(shí)，改用較細(xì)的金剛砂紙研磨或水磨，最后在細(xì)毛織物上用0.05um的氧化鋁膏劑拋光。圖2為65白光LED側(cè)向典型截面，可清楚地看到其結(jié)構(gòu)情況。留2餡白光LLD側(cè)響典烈據(jù)叫需要注意的是GaN基LED中的藍(lán)寶石襯底異常堅(jiān)硬，由于目前尚未有較好的研磨方法，因此對(duì)這類的DUA還難以對(duì)芯片進(jìn)行截面分析。2.4析因試驗(yàn)分析法析因試驗(yàn)是根據(jù)已知的結(jié)果，去尋找產(chǎn)生結(jié)果的原因而進(jìn)行的分析試驗(yàn)［2］。通過試驗(yàn)，分清是主要影響還是次要影響的因素，可以明確進(jìn)一步分析試驗(yàn)的方向。析因試驗(yàn)分析是一種半破壞性試驗(yàn)。LED-DUA解剖分析對(duì)操作過程要求較高，稍不留神即可能造成被分析器件的滅失。分析過程中，經(jīng)常先采用析因試驗(yàn)分析法，分析工程師根據(jù)復(fù)測(cè)結(jié)果和外觀檢查情況，綜合相應(yīng)理論知識(shí)和以往積累的分析經(jīng)驗(yàn)，估計(jì)器件失效原因，并提出針對(duì)性試驗(yàn)和方法進(jìn)行驗(yàn)證。一般可采用相應(yīng)的物理措施和試驗(yàn) 冷熱沖擊試驗(yàn)、重力沖擊試驗(yàn)、高溫或低溫試驗(yàn)和振動(dòng)試驗(yàn)等。例如庫存65透明紅光LED單燈，出貨檢驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)個(gè)別LED間歇開路失效現(xiàn)象，而兩次檢測(cè)只經(jīng)過搬動(dòng)運(yùn)輸，故先對(duì)DUA采用重力沖擊試驗(yàn)，出現(xiàn)試驗(yàn)后開路失效，減薄樹脂后看到芯片與銀漿錯(cuò)位，是造成間歇開路失效的原因。2.5變電流觀察法作為光電器件的LED，與一般半導(dǎo)體器件相比，其失效分析除檢測(cè)DUA的電參數(shù)外，還必須關(guān)注光參數(shù)方面的變化。除了通過專業(yè)測(cè)試儀檢測(cè)外，還可直接通過眼睛或借助顯微鏡觀察DUA的出光變化情況，經(jīng)?？梢缘玫筋A(yù)想不到的收獲。如果DUA按額定電流通電，觀察時(shí)可能因出光太強(qiáng)而無法看清，而通過改變電流大小，可清晰地觀察到其出光情況。例如GaN基藍(lán)光LED正向電壓Vf大幅升高的現(xiàn)象，在小電流下，有些可以觀察到因電流擴(kuò)展不良而造成芯片只有局部發(fā)光的現(xiàn)象，顯然為電極與外延層間接觸不牢靠，在封裝應(yīng)力的作用下，接觸電阻變大所造成的失效。圖3為經(jīng)減薄處理后65LED所觀察到的芯片小電流擴(kuò)展不良現(xiàn)象。2.6試驗(yàn)反證法LED失效分析過程中，經(jīng)常受到分析儀器設(shè)備和手段的限制，不能直觀地證明失效原因，高素質(zhì)的分析工程師，經(jīng)常通過某些分析試驗(yàn)，采取排除的辦法，推論反證失效原因。例如DUA為8X8紅光LED點(diǎn)陣，半成品初測(cè)合格，灌膠后出現(xiàn)單點(diǎn)LED反向漏電流特大，受儀器設(shè)備限制，只有直流電源和LED光電參數(shù)測(cè)試儀，不能做解剖或透視分析，測(cè)試中發(fā)現(xiàn)DUA正向光電參數(shù)無異常，而反向漏電流大，故采用反向偏置并加大電流至數(shù)十毫安后，再測(cè)正向光電參數(shù)，前后結(jié)果無明顯變化，說明反向偏置中的數(shù)十毫安并非從該LED芯片通過，由此推定并非LED芯片造成漏電。3案例分析3.1結(jié)溫過高造成1W白光LED嚴(yán)重光衰失效現(xiàn)象：特殊照明用1W白光LED連續(xù)通電兩周后嚴(yán)重光衰。解析過程：進(jìn)行光電參數(shù)測(cè)試，除光通量嚴(yán)重下降外，其他電參數(shù)未見異常，同時(shí)發(fā)現(xiàn)使用環(huán)境散熱差，使用中器件外殼溫度很高。初步認(rèn)為芯片結(jié)溫過高造成嚴(yán)重光衰。根據(jù)阿侖尼斯模型給出計(jì)算不同結(jié)溫的期望工作壽命和激活能的公式P=P0exp(-Bt)B=B0Ifexp(-Ea/kTj)式中：P0為初始光通量；P為加溫加電后的光通量；B為某一溫度下的衰減系數(shù)；t為某一溫度下的加電工作時(shí)間；B0為常數(shù)；Ea為激活能*為波耳茲曼常數(shù)(8 62X10-5eV)；If為工作電流；Tj為結(jié)溫;而Tj=Tc+VfIfRj-c式中：Tc為DUA的外殼溫度；Vf為正向電壓；Rj-c為芯片結(jié)到殼的熱阻［3］?？梢奓ED光通量的衰減快慢為系數(shù)B所決定，衰減系數(shù)B的大小又取決于結(jié)溫Tj的高低，而降低結(jié)溫Tj是通過降低外殼溫度Tc和結(jié)到殼的熱阻Rj-c來實(shí)現(xiàn)的。據(jù)此，我們采用析因試驗(yàn)分析法，對(duì)DUA采取臨時(shí)應(yīng)急降溫措施，光衰得到明顯改善，即確定溫度過高是造成光衰的主要因素。為了徹底解決問題，我們檢查和改善器件熱通道上的各環(huán)節(jié)，通過X光透視檢查芯片的倒裝質(zhì)量未見異常(圖4)，排除芯片缺陷造成熱阻Rj-c過大的可能；改用共晶焊鍵合降低熱阻Rj-c，加大散熱器尺寸降低外殼溫度Tc，并在應(yīng)用中增加通風(fēng)設(shè)計(jì)，達(dá)到降低芯片結(jié)溫門的目的，最終使光衰問題得到解決。困414LED芯片X光顯精通視圖3.2ESD損傷致LED反向漏電流大失效現(xiàn)象：65透明藍(lán)光GaN-LED單燈反向漏電流大。解析過程：進(jìn)行光電參數(shù)測(cè)試，該LED器件反向漏電流大，在5V的反向電壓下，漏電流為50?200UA，先用減薄樹脂光學(xué)透視法，在立體顯微鏡下觀察封裝情況，打線鍵合及固晶等均未發(fā)現(xiàn)異常；由于藍(lán)光GaN-LED為靜電敏感器件，初步判定反向漏電流大是靜電放電(ESD)損傷所致;再用半腐蝕解剖法解剖DUA，在高倍顯微鏡下，可清楚看到芯片靜電放電損傷的擊穿點(diǎn)，詳見圖5,初期判斷得到印證。囹S被EUS|I；卒的LEU芯片3.3內(nèi)氣泡致LED單燈開路失效現(xiàn)象：65透明藍(lán)光GaN-LED單燈使用中先閃爍后熄滅。解析過程：通電進(jìn)行參數(shù)測(cè)試，DUA呈開路狀態(tài)，采用減薄樹脂光學(xué)透視法分析，在立體顯微鏡下觀察封裝情況，發(fā)現(xiàn)支架杯中芯片n電極邊上有一氣泡，其他部分未發(fā)現(xiàn)異常(圖6)，由于芯片出現(xiàn)開路的可能性極低，所以判斷應(yīng)為引線開路。解剖器件，發(fā)現(xiàn)n極金線焊球脫離芯片電極造成開路，因而使器件熄滅，判斷得到印證?！? ：； 3.4二焊開路造成LED死燈失效現(xiàn)象：65透明藍(lán)光GaNLED單燈使用中熄滅。解析過程：通電進(jìn)行參數(shù)測(cè)試，DUA呈開路狀態(tài)，先用減薄樹脂光學(xué)透視法，在立體顯微鏡下觀察封裝情況，除p電極金絲二焊點(diǎn)外，其他部分未發(fā)現(xiàn)異常;p電極二焊點(diǎn)金絲線體和焊接面厚度變化較為劇烈，過度不夠平滑。采用減薄樹脂光學(xué)透視法，仍然無法看清開路點(diǎn)。再用半腐蝕解剖法，解剖后可明顯看到p電極金絲二焊點(diǎn)斷開（圖7），造成器件熄滅，判斷得到印證。ISI7二斌土斷裂開序4注意事項(xiàng)4.1靜電防護(hù)GaN基LED是靜電敏感器件，容易因靜電放電損傷，引起短路或漏電流大，

反向呈軟擊穿特?fù)p傷，引起短路或漏電流大，反向呈軟擊穿特性。失效模式分為

兩種：一為突發(fā)性失效，表現(xiàn)為pn結(jié)短路，LED不再發(fā)光;一為潛在性緩慢失效，

例如帶電體靜電勢(shì)或存貯的能量較低，一次ESD不足以引起發(fā)生突然失效，表現(xiàn)

為漏電流加大、反向呈軟擊穿特性，甚至亮度大幅度下降、光色（主波長(zhǎng)）出現(xiàn)變

化等。它會(huì)在芯片內(nèi)部造成一些損傷，這種損傷是積累性的，隨著ESD次數(shù)的增

多，LED的光電參數(shù)逐漸劣化，最后完全失效［4］。因此，在整個(gè)分析過程中，

必須始終做好靜電防護(hù)工作，防止靜電損傷DUA，否則可能導(dǎo)致完全錯(cuò)誤的失效

分析結(jié)論。4.2焊接散熱保護(hù)因分析或測(cè)試等需要對(duì)DUA進(jìn)行烙鐵加熱焊接的，焊接前須評(píng)估烙鐵加熱過程對(duì)DUA造成的損壞和改變的可能性。如果需要焊接的，應(yīng)對(duì)引腳進(jìn)行散熱保護(hù)，例如用金屬鑷子夾住DUA引腳根部，并縮短焊接時(shí)間，防止因過熱而改變或損害DUA的內(nèi)部焊點(diǎn)。5結(jié)束語LED理論上的壽命是很長(zhǎng)的，可達(dá)105h，早期失效一般是由于設(shè)計(jì)、材料、結(jié)構(gòu)、工藝和使用等環(huán)節(jié)上存在一些缺陷所引起的，無論從使用現(xiàn)場(chǎng)還是試驗(yàn)中獲得失效器件，均可采用本文中的一種或數(shù)種分析方法結(jié)合并用，尋找、確定失效原因，以便進(jìn)一步完善LED制造技術(shù)，使LED的長(zhǎng)壽命、高可靠的優(yōu)點(diǎn)得到充分的體現(xiàn)。經(jīng)常會(huì)碰到LED不亮的情況，封裝企業(yè)、應(yīng)用企業(yè)以及使用的單位和個(gè)人，都有可能碰到，這就是行業(yè)內(nèi)的人說的死燈現(xiàn)象。究其原因不外是兩種情況：其一，LED的漏電流過大造成PN結(jié)失效，使LED燈點(diǎn)不亮，這種情況一般不會(huì)影響其它的LED燈的工作；其二，LED燈的內(nèi)部連接引線斷開，造成LED無電流通過而產(chǎn)生死燈，這種情況會(huì)影響其它的LED燈的正常工作，原因是由于LED燈工作電壓低（紅黃橙LED工作電壓1.8V—2.2V，藍(lán)綠白LED工作電壓2.8—3.2V），一般都要用串、并聯(lián)來聯(lián)接，來適應(yīng)不同的工作電壓，串聯(lián)的LED燈越多影響越大，只要其中有一個(gè)LED燈內(nèi)部連線開路，將造成該串聯(lián)電路的整串LED燈不亮，可見這種情況比第一種情況要嚴(yán)重的多。LED死燈是影響產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性的關(guān)健，如何減少和杜絕死燈，提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，是封裝、應(yīng)用企業(yè)需要解決的關(guān)鍵問題。下面是對(duì)造成死燈的一些原因作一些分析探討，靜電對(duì)LED芯片造成損傷，使LED芯片的PN結(jié)失效，漏電流增大，變成一個(gè)電阻靜電是一種危害極大的魔鬼，全世界因?yàn)殪o電損壞的電子元器件不計(jì)其數(shù)，造成數(shù)千萬美元的經(jīng)濟(jì)損失。所以防止靜電損壞電子元器件，是電子行業(yè)一項(xiàng)很重要的工作，LED封裝、應(yīng)用的企業(yè)千萬不要掉以輕心。任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問題，都將造成對(duì)LED的損害，使LED性能變壞甚至失效。我們知道人體（ESD）靜電可以達(dá)到三千伏左右，足可以將LED芯片擊穿損壞，在LED封裝生產(chǎn)線，各類設(shè)備的接地電阻是否符合要求，這也是很重要的，一般要求接地電阻為4歐姆，有些要求高的場(chǎng)合其接地電阻甚至要達(dá)到＜2歐姆。這些要求都為電子行業(yè)的人們所熟悉，關(guān)健是在實(shí)際執(zhí)行時(shí)是否到位，是否有記錄。據(jù)筆者了解一般的民營(yíng)企業(yè)，防靜電措施做得并不到位，這就是大多數(shù)企業(yè)查不到接地電阻的測(cè)試記錄，即使做了接地電阻測(cè)試也是一年一次，或幾年一次，或有問題時(shí)檢查一下接地電阻，殊不知接地電阻測(cè)試這是一項(xiàng)很重要的工作，每年至少4次（每季度測(cè)試一次），一些要求高的地方，每月就要作一次接地電阻測(cè)試。土壤電阻會(huì)隨著季節(jié)的變化而不同，春夏天雨水多，土壤濕接地電阻較容易達(dá)到，秋冬季干燥土壤水分少，接地電阻就有可能超過規(guī)定數(shù)值，作記錄是為了保存原始數(shù)據(jù)，做到日后有據(jù)可查。符合ISO2000質(zhì)量管理體系。測(cè)試接地電阻可以自行設(shè)計(jì)表格，接地電阻測(cè)試封裝企業(yè)、LED應(yīng)用企業(yè)都要做，只要將各種設(shè)備名稱填于表格內(nèi)，測(cè)出各設(shè)備的接地電阻記錄在案，測(cè)試人簽名即可存檔。人體靜電對(duì)LED的損害也是很大的，工作時(shí)應(yīng)穿防靜電服裝，配帶靜電環(huán)，靜電環(huán)應(yīng)接地良好，有一種不須要接地的靜電環(huán)防靜電的效果不好，建議不使用配帶該種產(chǎn)品，如果工作人員違反操作規(guī)程，則應(yīng)接受相應(yīng)的警示教育，同時(shí)也起到告示他人的作用。人體帶靜電的多少，與人穿的不同面料衣服、及各人的體質(zhì)有關(guān)，秋冬季黑夜我們脫衣服就很容易看見衣服之間的放電現(xiàn)象，這種靜電放電的電壓就有三千伏。而碳化硅襯底芯片的ESD值只有1100伏，藍(lán)寶石襯底芯片的ESD值就更低，只有500-600伏。一個(gè)好的芯片或LED，如果我們用手去拿（身體未作任何防護(hù)措施），其結(jié)果就可想而知了，芯片或LED將受到不同程度的損害，有時(shí)一個(gè)好的器件經(jīng)過我們的手就莫名其妙的壞了，這就是靜電惹的禍。封裝企業(yè)如果不嚴(yán)格按接地規(guī)程辦事，吃虧的是企業(yè)自己，將造成產(chǎn)品合格率下降，減少企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同樣應(yīng)用LED的企業(yè)如果設(shè)備和人員接地不良的話也會(huì)造成LED的損壞，返工在所難免。按照LED標(biāo)準(zhǔn)使用手冊(cè)的要求，LED的引線距膠體應(yīng)不少于3-5毫米，進(jìn)行彎腳或焊接，但大多數(shù)應(yīng)用企業(yè)都沒有做到這一點(diǎn)，而只是相隔一塊PCB板的厚度（^2毫米）就直接焊接了，這也會(huì)對(duì)LED造成損害或損壞，因?yàn)檫^高的焊接溫度會(huì)對(duì)芯片產(chǎn)生影響，會(huì)使芯片特性變壞，降低發(fā)光效率，甚至損壞LED，這種現(xiàn)象屢見不鮮。有些小企業(yè)采用手工焊接，使用40瓦普通烙鐵，焊接溫度無法控制，烙鐵溫度在300-400°C以上，過高的焊接溫度也會(huì)造成死燈，LED引線在高溫下膨脹系數(shù)比在150C左右的膨脹系數(shù)高好幾倍，內(nèi)部的金絲焊點(diǎn)會(huì)因?yàn)檫^大的熱脹冷縮將焊接點(diǎn)拉開，造成死燈現(xiàn)象。LED燈內(nèi)部連線焊點(diǎn)開路造成死燈現(xiàn)象的原因分析2.1封裝企業(yè)生產(chǎn)工藝不建全，來料檢驗(yàn)手段落后，是造成LED死燈的直接原因一般采用支架排封裝的LED，支架排是采用銅或鐵金屬材料經(jīng)精密模具沖壓而成，由于銅材較貴，成本自然就高，受市場(chǎng)激烈竟?fàn)幰蛩赜绊?，為了降低制造成本，市?chǎng)大多都采用冷軋低碳鋼帶來沖壓LED支架徘，鐵的支架排要經(jīng)過鍍銀，鍍銀有兩個(gè)作用，一是為了防止氧化生銹，二是方便焊接，支架排的電鍍質(zhì)量非常關(guān)鍵，它關(guān)系到LED的壽命，在電鍍前的處理應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行，除銹、除油、磷化等工序應(yīng)一絲不茍，電鍍時(shí)要控制好電流，鍍銀層厚度要控制好，鍍層太厚成本高，太薄影響質(zhì)量。因?yàn)橐话愕腖ED封裝企業(yè)都不具備檢驗(yàn)支架排電鍍質(zhì)量的能力，這就給了一些電鍍企業(yè)有機(jī)可乘，使電鍍的支架排鍍銀層減薄，減少成本支出，一般封裝企業(yè)IQC對(duì)支架排檢驗(yàn)手段欠缺，沒有檢測(cè)支架排鍍層厚度和牢度的儀器，所以較容易蒙混過關(guān)。筆者見過有些支架排放在倉庫里幾個(gè)月后就生銹了，不要說使用了，可見電鍍的質(zhì)量有多差。用這樣的支架排做出來的產(chǎn)品是肯定用不長(zhǎng)久的，不要說3-5萬小時(shí)，1萬小時(shí)都成問題。原因很簡(jiǎn)單每年都有一段時(shí)間的南風(fēng)天，這樣的天氣空氣中濕度大，很容易造成電鍍差的金屬件生繡，使LED元件失效。即使封裝了的LED也會(huì)因鍍銀層太薄附著力不強(qiáng)，焊點(diǎn)與支架脫離，造成死燈現(xiàn)象。這就是我們碰到的使用得好好的燈不亮了，其實(shí)就是內(nèi)部焊點(diǎn)與支架脫離了。2.2封裝過程中每一道工序都必須認(rèn)真操作，任何一個(gè)環(huán)節(jié)疏忽都是造成死燈的原因在點(diǎn)、固晶工序，銀膠（對(duì)于單焊點(diǎn)芯片）點(diǎn)得多與少都不行，多了膠會(huì)返到芯片金墊上，造成短路，少了芯片又粘不牢。雙焊點(diǎn)芯片點(diǎn)絕緣膠也是一樣，點(diǎn)多了絕緣膠會(huì)返上芯片的金墊上，造成焊接時(shí)的虛焊因而產(chǎn)生死燈。點(diǎn)少了芯片又粘不牢，所以點(diǎn)膠必須恰到好處，既不能多也不能少。焊接工序也很關(guān)鍵，金絲球焊機(jī)的壓力、時(shí)間、溫度、功率四個(gè)參數(shù)的配合都要恰到好處，除了時(shí)間固定外，其它三個(gè)參數(shù)是可調(diào)的，壓力的調(diào)節(jié)應(yīng)適中，壓力大容易壓碎芯片，太小則容易虛焊。焊接溫度一般調(diào)節(jié)在280°C為好，功率的調(diào)節(jié)是指超聲波功率調(diào)節(jié)，太大、太小都不好，以適中為度，總之，金絲球焊機(jī)各項(xiàng)參數(shù)的調(diào)節(jié)，以焊接好的材料，用彈簧力矩測(cè)試計(jì)檢測(cè)26克，即為合格。每年都要對(duì)金絲球焊機(jī)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)性檢測(cè)和校正，確保焊接參數(shù)處在最佳狀態(tài)。另外焊線的弧度也有要求，單焊點(diǎn)芯片的弧高為1.5-2個(gè)芯片厚度，雙焊點(diǎn)芯片弧高為2-3個(gè)芯片厚度，弧度的高低也會(huì)引起LED的質(zhì)量問題，弧高太低容易造成焊接時(shí)的死燈現(xiàn)象，弧高太大則抗電流沖擊差。鑒別虛焊死燈的方法將不亮的LED燈用打火機(jī)將LED引線加熱到200-300C，移開打火機(jī)，用3伏扣式電池按正、負(fù)極連接LED，如果此時(shí)LED燈能點(diǎn)亮，但隨著引線溫度降低LED燈由亮變?yōu)椴涣?，這就證明LED燈是虛焊。加熱能點(diǎn)亮的理由是利用了金屬熱脹冷縮的原理，LED引線加熱時(shí)膨脹伸長(zhǎng)與內(nèi)部焊點(diǎn)接通，此時(shí)接通電源，LED就能正常發(fā)光，隨著溫度下降LED引線收縮回復(fù)到常溫狀態(tài)，與內(nèi)部焊點(diǎn)斷開，LED燈就點(diǎn)不亮了，這種方法屢試都是靈驗(yàn)的。將這種虛焊的死燈兩引線焊在一根金屬條上，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，在放大鏡或顯微鏡下觀察各焊點(diǎn)的焊接情況，就可以找出是一焊還是二焊的問題，是金絲球焊機(jī)那個(gè)參數(shù)設(shè)置不對(duì)，還是其它原因，以便改進(jìn)方法和工藝，防止虛焊的現(xiàn)象再次發(fā)生。使用LED產(chǎn)品的用戶也會(huì)碰到死燈的現(xiàn)象，這就是LED產(chǎn)品使用一段時(shí)間后，發(fā)生死燈現(xiàn)象，死燈有兩種原因，開路性死燈是焊接質(zhì)量不好，或支架電鍍的質(zhì)量有問題，LED芯片漏電流增大也會(huì)造成LED燈不亮?，F(xiàn)在很多LED產(chǎn)品為了降低成本沒有加抗靜電保護(hù)，所以容易出現(xiàn)被感應(yīng)靜電損壞芯片的現(xiàn)象。下雨天打雷容易出現(xiàn)供電線路感應(yīng)高壓靜電，以及供電線路疊加的尖峰脈沖，都會(huì)使LED產(chǎn)品遭受不同程度的損壞?？傊l(fā)生死燈的原因有很多，不能一一列舉，從封裝、應(yīng)用、到使用各個(gè)環(huán)節(jié)都有可能出現(xiàn)死燈現(xiàn)象，如何提高LED產(chǎn)品的質(zhì)量，是封裝企業(yè)以及應(yīng)用企業(yè)要高度重視和認(rèn)真研究的問題，從芯片、支架挑選，到LED封裝整個(gè)工藝流程都要按照ISO2000質(zhì)量體系來進(jìn)行運(yùn)作。只有這樣LED的產(chǎn)品質(zhì)量才可能全面的提高，才能做到長(zhǎng)壽命、高可靠。在應(yīng)用的電路設(shè)計(jì)上，選擇壓敏電阻和PPTC元件完善保護(hù)電路，增多并聯(lián)路數(shù)，采用恒流開關(guān)電源，增設(shè)溫度保護(hù)都是提高LED產(chǎn)品可靠性的有效措施。只要封裝、應(yīng)用的企業(yè)嚴(yán)格按照ISO2000質(zhì)量體系來運(yùn)作，就一定能使LED的產(chǎn)品質(zhì)量上一個(gè)新臺(tái)階。LED的導(dǎo)通特性屬于Zener（雪崩）型，就是說當(dāng)加在器件兩端的電壓達(dá)到一定值后，其導(dǎo)通電流趨向于直線上升°LED的這個(gè)Vz（雪崩電壓）一般在2V（紅色）—3V（白色）之間。應(yīng)用于汽車的12V系統(tǒng)需要串聯(lián)限流電阻。除非是只能使用單只LED的場(chǎng)合，一般應(yīng)將3—4只LED串聯(lián)后加接限流電阻使用。具體演算法為：R=（Vop—NVz）/Iled。Vop為工作電壓，Vz是LED的雪崩電壓，N是串聯(lián)個(gè)數(shù)，Iled為預(yù)期的LEDX作電流。注意：串連個(gè)數(shù)要留有含余地。例如，白色LED計(jì)算上可以4只串聯(lián)用于12V系統(tǒng)，但因?yàn)樾铍姵氐亩穗妷涸诎l(fā)電機(jī)未接通時(shí)僅為12.3V—12.6V，帶入上式：R=（12.3V—NVz）/Iled，Iled取20mA，Vz取3V，算得的R為15歐姆。但發(fā)動(dòng)機(jī)改動(dòng)后，蓄電池的端電壓會(huì)逐漸上升至13.8V—14V，這時(shí)的Iled就會(huì)變成120mA!而三蔓串聯(lián)時(shí)的差值在20mA_—29mA之間，還是可以接受的。串聯(lián)個(gè)數(shù)少了電效率降低，限流電阻發(fā)熱加大。內(nèi)阻：某一工作點(diǎn)的等效阻抗。R=Vf/If（伏安特性曲線上Q點(diǎn)的縱坐標(biāo)值與橫坐標(biāo)值的比值）。簡(jiǎn)單說就是一個(gè)接入電路系統(tǒng)的物體的等效阻抗。在餅入電路系統(tǒng)時(shí)，表現(xiàn)為消耗系統(tǒng)的電流或與源內(nèi)阻產(chǎn)生分壓。串入系統(tǒng)時(shí)表現(xiàn)為產(chǎn)生壓將，損失系統(tǒng)電壓。作為測(cè)量?jī)x金表，在以上兩種情況時(shí)，會(huì)影響測(cè)量精度。塑料、橡膠、涂料等高分子材料在使用過程中會(huì)遇到老化的問題。為評(píng)價(jià)高分子材料的耐老化性能，逐漸形成了兩類老化試驗(yàn)方法：一類是自然老化試驗(yàn)方法，即直接利用自然環(huán)境進(jìn)行的老化試驗(yàn)；另一類是人工加速老化試驗(yàn)方法，即在實(shí)驗(yàn)室利用老化箱模擬自然環(huán)境條件的某些老化因素進(jìn)行的老化試驗(yàn)。由于老化因素的多樣性及老化機(jī)理的復(fù)雜性，自然老化無疑是最重要最可靠的老化試驗(yàn)方法、。但是，由于自然老化周期相對(duì)較長(zhǎng)，不同年份、季節(jié)、地區(qū)氣候條件的差異性導(dǎo)致了試驗(yàn)結(jié)果的不可比性；而人工加速老化試驗(yàn)?zāi)M強(qiáng)化了自然氣候中的某些重要因素，如陽光、溫度、濕度、降雨等，縮短了老化試驗(yàn)的周期，且由于試驗(yàn)條件的可控性，試驗(yàn)結(jié)果再現(xiàn)性強(qiáng)。人工老化作為自然老化的重要補(bǔ)充，正廣泛運(yùn)用于高分子材料的研究、開發(fā)、檢測(cè)中。在人工加速老化的試驗(yàn)過程中，人們普遍會(huì)關(guān)心以下幾個(gè)問題：應(yīng)該選擇什么樣的試驗(yàn)條件，進(jìn)行多長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)；該選擇什么指標(biāo)來評(píng)價(jià)該產(chǎn)品的老化性能。本文試圖針對(duì)這些問題對(duì)人工加速老化試驗(yàn)進(jìn)行一些探討。1人工加速老化試驗(yàn)條件的選擇這個(gè)問題實(shí)際上可以理解為應(yīng)該模擬哪些老化因素，高分子材料在使用過程中，氣候環(huán)境里許多因素都有可能對(duì)高分子材料的老化產(chǎn)生作用。如果事先知道產(chǎn)生老化的主要因素，就可以有針對(duì)性的選擇試驗(yàn)方法。我們可以從該材料的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用環(huán)境以及其老化機(jī)理等方面考慮，確定試驗(yàn)方法。例如硬聚氯乙烯型材，使用聚氯乙烯為原料，添加穩(wěn)定劑、顏料等助劑加工而成，主要用于室外。從聚氯乙烯的老化機(jī)理考慮，聚氯乙烯受熱易分解；從使用環(huán)境考慮；空氣中的氧、紫外光、熱、水分都是引起型材老化的原因。因此，國(guó)標(biāo)GB/T8814-2004《門、窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材》中，既規(guī)定了光氧老化試驗(yàn)方法，采用GB/T16422.2《塑料實(shí)驗(yàn)室光源曝露試驗(yàn)方法第二部分：氙弧燈》老化4000h或6000h，模擬了室外紫外光及可見光、溫度、濕度、降雨等因素，同時(shí)又規(guī)定了熱氧老化項(xiàng)目：加熱后狀態(tài)，150°C放置30min，目測(cè)觀察是否出現(xiàn)氣泡、裂紋、麻點(diǎn)或分離現(xiàn)象，以考察型材的耐熱性能。又如我國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)產(chǎn)品：外貿(mào)出口鞋。在使用過程中，陽光中的紫外線是引起鞋子變色、褪色的主要原因，因此，有必要用紫外燈箱對(duì)其進(jìn)行耐黃變測(cè)試。常用的鞋類耐黃變?cè)囼?yàn)箱采用30WUV燈，樣品離光源20cm，照射3h后觀察顏色變化。同時(shí)，在運(yùn)輸過程中，集裝箱內(nèi)悶熱、潮濕的惡劣環(huán)境會(huì)引起鞋面、鞋底、膠水的變色、斑點(diǎn)，甚至是變質(zhì)。因此，在裝船運(yùn)輸之前，有必要考慮進(jìn)行耐濕熱老化試驗(yàn)，模擬集裝箱內(nèi)高熱、高濕環(huán)境，在70C、95%相對(duì)濕度的條件下，進(jìn)行48h試驗(yàn)后觀察外觀、顏色變化。2人工加速老化光源的選擇實(shí)驗(yàn)室光源曝露試驗(yàn)因?yàn)榭梢栽谝粋€(gè)試驗(yàn)箱中同時(shí)模擬大氣可見環(huán)境中的光、氧、熱和降雨等因素，是目前較為常用的一種人工加速老化試驗(yàn)方法，在這些模擬因素中，又以光源最為重要。經(jīng)驗(yàn)表明，陽光中引起高分子材料破環(huán)的波長(zhǎng)主要集中在紫外線及部分可見光。目前使用的人工光源都力圖使在此波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)的能譜分布曲線與太陽光譜接近，模擬性和加速倍率是選擇人工光源的主要依據(jù)。經(jīng)歷了約一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室光源已有封閉式碳弧燈、陽光型碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈、高壓汞燈等各種光源供選擇。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)中與高分子材料相關(guān)的各技術(shù)委員會(huì)主要推薦使用陽光型碳弧燈、熒光紫外燈、氙弧燈三種光源。從理論上說，300nm~400nm的短波能量是引起老化的主要因素。如果增加這部分能量，就能達(dá)到快速試驗(yàn)的效果。熒光紫外燈的光譜分布主要集中在紫外光部分，因此，可以達(dá)到較高的加速倍率。然而，熒光紫外燈不僅使自然日光中的紫外線能量增加，同時(shí)還有在地球表面測(cè)量時(shí)自然日光中沒有的輻射能量，而這部分能量會(huì)引起非自然的破壞。另外熒光光源除了很窄的水銀光譜線外，沒有高于375nm的能量，這樣對(duì)較長(zhǎng)波長(zhǎng)的UV能量敏感的材料就可能不會(huì)出現(xiàn)曝曬在自然日光下那樣變化。由于這些固有缺陷會(huì)導(dǎo)致得出不可靠的結(jié)果。因此，熒光紫外燈的模擬性較差。但是，由于它的加速倍率高，通過選擇合適型號(hào)的燈管可實(shí)現(xiàn)對(duì)特定材料的快速篩選。陽光型碳弧燈目前在我國(guó)應(yīng)用得較少，但它在日本是廣泛使用的光源，大部分JIS標(biāo)準(zhǔn)都采用陽光型碳弧燈。我國(guó)許多與日本合資的汽車企業(yè)仍推薦使用這種光源。陽光型碳弧燈光譜能量分布也較接近于太陽光，但在370nm—390nm紫外線集中加強(qiáng)，模擬性不及氙燈，加速倍率介于氙燈及紫外燈之間。3試驗(yàn)時(shí)間的確定研究表明：通過顏色和變黃指數(shù)變化來評(píng)價(jià)ABS的顏色穩(wěn)定性，人工加速老化與自然大氣暴露有較好的相關(guān)性，加速倍率約為7。如果想了解某一ABS材料戶外使用一年后的顏色變化，采用相同的試驗(yàn)條件，可以參考該加速倍率，確定加速老化時(shí)間365x24/7=1251h。輻射總量相當(dāng)對(duì)于某些既無相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，又無處參考相關(guān)性的產(chǎn)品，可以考慮其實(shí)際使用環(huán)境的輻射強(qiáng)度，控制人工加速老化輻射總量與自然暴露輻射總量相當(dāng)。表2列出了我國(guó)不同地區(qū)太陽輻射強(qiáng)度［2］。下面舉例說明如何控制人工加速老化總輻射量：某一塑料制品使用于北京地區(qū)，期望控制人工加速老化總輻射量與戶外暴露一年相當(dāng)。第一步：由于該產(chǎn)品為塑料制品，且使用于戶外，選擇采用GB/T16422.2-1996《塑料實(shí)驗(yàn)室光源曝露試驗(yàn)方法第二部分：氙弧燈》中A法。試驗(yàn)條件為：輻照強(qiáng)度0.50W/m2(340nm)，黑板溫度65°C，箱體溫度40°C，相對(duì)濕度50%，噴水時(shí)間/不噴水時(shí)間18min/102min，連續(xù)光照；第二步：從表2可知北京地區(qū)一年輻射總量、為5609MJ/m2，依據(jù)對(duì)比人工光源與自然陽光輻射光譜分布的國(guó)際準(zhǔn)則CIENo85-1989(見表3，GB/T16422.1-1996《塑料實(shí)驗(yàn)室光源曝露試驗(yàn)方法第一部分：氙弧燈》中引用)；其中紫外區(qū)與可見區(qū)部分(300nm—800nm)占62.2%，即3489MJ/m2。第三步：依據(jù)GB/T16422.2-1996，340nm輻照強(qiáng)度為0.50W/m2時(shí)，紅外區(qū)與可見區(qū)部分 (300nm?800nm)輻照強(qiáng)度為550W/m2；可計(jì)算出輻照時(shí)間為3489X106/550=6.344X106s，即1762h。依此計(jì)算方法，加速倍率約為5。由于自然老化并不是簡(jiǎn)單的輻照強(qiáng)度的疊加，只有在確定陽光是引起材料破環(huán)的主要因素且不能用其他方法確定試驗(yàn)時(shí)間時(shí)，才可以使用此計(jì)算方法模擬。4性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇對(duì)于同樣的材料，由于其用途不同，可能選擇的評(píng)價(jià)指標(biāo)也不同。例如，同樣是涂料，如果是用于裝飾，就必須重點(diǎn)考慮其外觀的變化。在GB/T1766-1995《色漆和清漆涂層老化的評(píng)級(jí)》中，詳細(xì)規(guī)定了光澤度、顏色變化、粉化、泛金等各種外觀變化的評(píng)級(jí)方法。就同一材料來說，在老化過程中不同性能的下降是不等速的。換句話說，某些性能對(duì)環(huán)境敏感，下降得最快，則是引起材料破壞的主要因素、在選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，應(yīng)該選擇這些敏感性能。研究表明：對(duì)于大部分工程塑料來說，沖擊強(qiáng)度是自然老化試驗(yàn)檢測(cè)中變化最大、下降最明顯的。因此，在進(jìn)行工程塑料的老化測(cè)試時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮選擇沖擊強(qiáng)度下降作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。沖擊強(qiáng)度對(duì)聚丙烯的老化同樣相當(dāng)敏感［4］，是考核老化性能的主要指標(biāo)。對(duì)于聚乙烯材料來說，斷裂伸長(zhǎng)率的下降最為明顯，是優(yōu)先考慮的評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)于聚氯乙烯，拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度都下降得比較快，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，選擇其中一種來評(píng)價(jià)。在國(guó)標(biāo)GB/T8814-2004《門、窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U）型材》中，選擇老化后沖擊強(qiáng)度保留率N60%作為合格判定指標(biāo)；在輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T2480-2000建筑用硬聚氯乙烯（PVC-U）雨落水管材及管件中，選擇老化后拉伸強(qiáng)度保留率N80%作為合格判定指標(biāo)。5結(jié)束語人工加速老化試驗(yàn)因快速評(píng)價(jià)材料耐候性的需求而得到快速發(fā)展，作為自然老化的重要補(bǔ)充，廣泛運(yùn)用于高分子材料的研究、開發(fā)、檢測(cè)中。而試驗(yàn)條件的選擇、光源的選擇、試驗(yàn)時(shí)間的確定、性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇是人工加速老化試驗(yàn)中經(jīng)常遇到的問題。本文對(duì)以上幾方面進(jìn)行了探討，提出了一些解決問題的思路。大功率封裝大功率LED封裝，目前綜合因素考慮，市場(chǎng)上面主流的是，選擇道康寧的6550做配粉，外封膠主要選擇折射為1。41的進(jìn)行封裝

高折光（1。5）的亮度高，但是可靠性不好，個(gè)人意見:

大功率模條封裝：混熒光粉用2600，外封用2500

大功率透鏡封裝：混熒光粉用2600，填充透鏡用9224或9749實(shí)際上每家公