LED燈珠變色分析之都是支架惹的禍

　　在LED驅(qū)動電源的使用過程中，偶爾會發(fā)生LED燈珠變色的情況，而導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)的原因較多，支架出現(xiàn)問題就是其中一種。本文將介紹由于支架原因?qū)е碌腖ED燈珠變色問題，對其中三種常見的原因進行分析。

　　異物污染支架

　　在這種情況下，當失效燈珠一側(cè)變色，揭開封裝膠后可以看到變色部位的支架的表面覆蓋一層異物，對異物進行元素成分測試，顯示其主成分為錫（Sn）、鉛（Pb）元素，測得的結(jié)果如圖1所示。

圖1

　　揭開燈珠變色部位外圍的白色塑膠，在與白色塑膠接觸的支架表面也檢出了錫（Sn）、鉛（Pb）成分。由于異物覆蓋部位的支架與燈珠一側(cè)的引腳相連，而引腳采用錫鉛焊接。顯而易見，如果燈珠在進行表面貼裝時，引腳沾附了多余的錫膏，則在焊接時，熔化的焊料會沿著引腳爬升至與之相連的支架表面，形成覆蓋層。因此，此案例中LED燈珠失效的原因是LED燈珠在進行組裝焊接時，引腳焊接部位的焊料進入了支架表面，形成了覆蓋物，從而導(dǎo)致了燈珠變色。

　　支架腐蝕

　　失效LED燈珠的中間部位變色發(fā)黑，開封后將其放在光學顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)整個支架的表面明顯地變黑，使用SEM&EDS測試發(fā)黑支架的成分，結(jié)果顯示，除了正常的材質(zhì)成分外，發(fā)黑支架中還具有較高含量的腐蝕性硫（S）元素，而支架表面鍍銀層局部也呈現(xiàn)出疏松的腐蝕形貌，如圖2所示。

圖2

　　通常LED燈珠在生產(chǎn)過程中，由于材料自身不純或工藝過程污染等原因引入硫（S）、氯（Cl）等腐蝕性元素時，在一定條件下（如高溫、水汽殘留等），其金屬支架極易發(fā)生腐蝕，導(dǎo)致燈珠出現(xiàn)變色、漏電等失效現(xiàn)象。

　　支架鍍層質(zhì)量差

　　LED燈珠點亮老化后出現(xiàn)變色發(fā)黑現(xiàn)象，且失效率高達30%。去掉燈珠表面的封裝膠后，發(fā)現(xiàn)支架表層銀鍍層失去原有的光亮，呈現(xiàn)灰色。使用SEM觀察支架表層微觀形貌，發(fā)現(xiàn)與未裝配的半成品支架相比，LED失效燈珠的支架表面銀層疏松且有較多的孔洞。將半成品支架和失效LED制作成切片，觀察其截面鍍層質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)支架鍍層結(jié)構(gòu)為銅鍍鎳再鍍銀，與半成品相比，失效品支架的鎳鍍層變薄，表層銀層變得疏松，且鎳銀鍍層界限變得模糊。

　　使用AES測試失效LED支架淺表層成分，發(fā)現(xiàn)其中會有鎳（Ni）元素，測試結(jié)果如下圖所示，很顯然，鎳鍍層擴散至了銀層表面。由此得出，LED燈珠變色的原因為所用的支架鍍層不良，老化后銀層疏松產(chǎn)生孔洞，鎳層經(jīng)過銀層孔洞擴散到銀層表面，導(dǎo)致銀層發(fā)黑，燈珠變色。

圖3

　　值得一提的是，在眾多的LED燈珠失效案例當中，由于支架出現(xiàn)異常而導(dǎo)致燈珠變色的情況是最多的。因此當手中的產(chǎn)品出現(xiàn)燈珠失效時，可以首先從支架方面開始檢查，觀察是否已經(jīng)出現(xiàn)支架變色或腐蝕等異常現(xiàn)象的發(fā)生。