LED常見失效案例及分析

引言

LED（Light emitting diodes）產(chǎn)品在生產(chǎn)與使用過程中，往往容易因各種應(yīng)力或環(huán)境等因素的影響，導(dǎo)致失效不良的產(chǎn)生，即發(fā)生LED失效。

針對LED產(chǎn)品發(fā)生的失效問題，主要集中于銀膠松脫、金線斷裂、應(yīng)力裂紋等方面。新陽檢測中心分析了以下三種常見的情況，即LED晶元底部的銀膠松脫、LED內(nèi)部金線斷裂及晶圓與銀膠結(jié)合處應(yīng)力裂紋，供大家交流參考。

案例1 LED晶元底部的銀膠松脫

失效問題描述

在晶元底部的銀膠有明顯銀膠松脫異常，即晶元與載板之間的結(jié)合存在松脫開裂。

Q：為什么LED晶元底部要放銀膠，它的作用是什么呢？

A：在LED封裝中銀膠主要用于單電極芯片，起導(dǎo)通和固定的作用。

使用銀膠的作用在于：一是電性能及其穩(wěn)定性保障；二是燈珠散熱。

若銀膠發(fā)生松脫，它會對電性能造成影響，即由于導(dǎo)電接觸面積減小，散熱有效性降低，LED在經(jīng)過長期工作后會出現(xiàn)間斷性不點(diǎn)燈或永久性不點(diǎn)燈。

Q:這個案例中導(dǎo)致LED失效的原因是？

A：這個案例中導(dǎo)致LED失效的原因是LED晶元底部的銀膠松脫，為LED制程工藝出現(xiàn)問題。

LED單品分析發(fā)現(xiàn)晶元底部銀膠松脫，說明LED本身制程異常。這種LED在經(jīng)過回流焊后，其銀膠松脫現(xiàn)象可能會存在擴(kuò)大趨勢。

當(dāng)?shù)撞裤y膠松脫后，其電性能下降，且散熱效應(yīng)降低。

改善建議

LED的銀膠松脫問題具有隱蔽性，且在LED工作一段時(shí)間后仍可能出現(xiàn)失效。因此，建議——

對同批次的LED進(jìn)行再次確認(rèn)，鎖定對象品。

對成品LED進(jìn)行更換。

改善LED制程。

案例2 LED內(nèi)部金線斷裂

失效問題描述

LED不點(diǎn)燈失效的原因?yàn)長ED內(nèi)部金線斷裂，斷裂位置靠近金線與支架鍵合點(diǎn)。從斷裂位置以及斷裂的狀態(tài)分析，可以判斷金線是受到應(yīng)力后出現(xiàn)的應(yīng)力斷裂。

Q:本案例中，LED受到應(yīng)力發(fā)生斷裂，該應(yīng)力來源何處？

A：從LED的組裝結(jié)構(gòu)分析，造成LED應(yīng)力的可能來源為：LED燈珠貼緊PCB和自動插件，致使插件切腳與彎腳過程中產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力無法有效釋放，從而造成應(yīng)力過于集中在LED內(nèi)部的薄弱點(diǎn)處，進(jìn)而出現(xiàn)斷裂。

從LED的安裝工藝分析，這種燈珠貼緊PCB 自動插件的方式本身就存在很大的隱患，即應(yīng)力無法釋放從而傳導(dǎo)至LED內(nèi)部，造成金線斷裂或虛連接，進(jìn)而出現(xiàn)直接失效或者可靠性降低，且會在后續(xù)組裝或使用過程中導(dǎo)致失效。

改善建議

從失效源頭及后續(xù)的可靠性風(fēng)險(xiǎn)上說，該LED不適合采用自動插件工藝，建議變更為手插件工藝。

若繼續(xù)采用自動插件工藝，建議從以下兩個方面進(jìn)行針對性管控：

自動插件機(jī)切腳模組的鈍化管理，必須保障針對該LED的切腳刀片鋒口銳利，減小切腳應(yīng)力。

針對某些機(jī)型，彎腳角度建議以45°上限特別管理。

案例3晶圓與銀膠結(jié)合處應(yīng)力裂紋

失效問題描述

晶圓底部的銀膠有明顯裂紋，即晶圓與銀膠之間的結(jié)合開裂，裂紋位置基本上下吻合，為典型的應(yīng)力裂紋。

改善建議

建議對LED插件、特性等有可能導(dǎo)致LED受力損傷的工位進(jìn)行排查。

對LED儲存環(huán)境、時(shí)間進(jìn)行管控，避免LED受潮。

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審核編輯 黃昊宇