LED失效分析案例

該LED射燈在客戶端短期使用，出現(xiàn)比較嚴(yán)重的死燈、暗亮、閃爍等失效現(xiàn)象，經(jīng)初步分析為內(nèi)部線路接觸不良所致。為查找導(dǎo)致線路接觸不良的根本原因，改善產(chǎn)品質(zhì)量，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行失效分析。 
2. 試驗(yàn)與結(jié)果
2.1 外觀檢查 圖1為客戶提供樣品的典型照片，產(chǎn)品具體電學(xué)光學(xué)指標(biāo)為6W/ (220~240)VAC/ (50/60)Hz/ 2700K，外觀檢查均未發(fā)現(xiàn)明顯異常。

2.2通電測(cè)試 
如圖2所示，利用客戶提供的LED燈具測(cè)試板對(duì)其提供的樣品進(jìn)行通電測(cè)試，點(diǎn)亮老化1小時(shí)，其中失效樣品均出現(xiàn)死燈、暗亮、閃爍燈異常，正常樣品正常點(diǎn)亮。對(duì)LED燈具進(jìn)行制樣過程中及制樣后（見圖3、4），利用直流電源對(duì)LED兩端加12V、限制40mA上限電流進(jìn)行通電測(cè)試，發(fā)現(xiàn)失效燈珠均有異常，正常燈珠正常點(diǎn)亮。通電測(cè)試時(shí)，對(duì)部分失效LED燈珠按壓時(shí)，死燈LED燈珠能短暫恢復(fù)點(diǎn)亮。  2.3 X-Ray透視檢查 對(duì)失效LED燈珠進(jìn)行X-Ray透視檢查，可以發(fā)現(xiàn)燈珠內(nèi)部存在鍵合引線斷開、不規(guī)則彎曲等現(xiàn)象。 
2.4 顯微檢查 將失效樣品開封，對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)燈珠內(nèi)部鍵合引線幾乎全部斷裂，斷裂部位集中于B點(diǎn)和D點(diǎn)，少量位于C點(diǎn)（見圖7）。  
需要注意的是，金線來料組織異常、焊線參數(shù)不匹配都會(huì)對(duì)焊線可靠性產(chǎn)生不利影響，但這些不良均不至于導(dǎo)致鍵合引線如此大面積的斷裂。導(dǎo)致這種失效現(xiàn)象的根本原因只可能是使用過程中LED燈珠內(nèi)應(yīng)力過大，輔之以上種種不良，才會(huì)導(dǎo)致大規(guī)模斷線。導(dǎo)致燈珠內(nèi)應(yīng)力過大的原因有三個(gè)：超功率使用，一般表現(xiàn)為過電流；散熱不良，熱阻較大；燈珠材料熱膨脹系數(shù)失配。 2.5 射燈電源輸出功率測(cè)試 該LED射燈的使用電壓為(220~240)VAC，將外部電源的輸出電壓分別設(shè)置為220V和240V，測(cè)試LED射燈電源的輸出電流和電壓，測(cè)試結(jié)果見圖8和圖9。兩者均小于LED燈珠的最大額定參數(shù)，射燈電源設(shè)計(jì)符合LED燈珠的使用條件。