led硫化失效分析_led防硫化措施

　　谈到LED失效，人们首先会想到正常电流驱动下出现的死灯不亮现象，或者仅仅发出微弱光线。事实上，这已是失效类型达到最严重的程度，称为灾难失效。相反，如果LED产品在平时使用中，一些关键参数特性偏离出可接受限度，例如永久性光输出衰减，色温漂移，显色指数下降等，我们称之为参数失效。

　　谈到LED失效，人们首先会想到正常电流驱动下出现的死灯不亮现象，或者仅仅发出微弱光线。事实上，这已是失效类型达到最严重的程度，称为灾难失效。相反，如果LED产品在平时使用中，一些关键参数特性偏离出可接受限度，例如永久性光输出衰减，色温漂移，显色指数下降等，我们称之为参数失效。 单独从裸晶芯片（即磊晶晶粒）上考虑，出现LED产品参数失效机率很低，因为它属于一种性质很稳定的固态化合物，在规范的条件下使用，不易损坏，而处于一般应用环境也不起化学反应，因此拥有较长的寿命。然而，为使该芯片发光，必须将它黏贴在特定的载台（即支架或基板）上并以金属线或焊锡等材料连接晶粒正负极，然后用高分子材料与发光材料混合包覆在整个载台，这就是所谓封装制程，经过这段制程后的LED灯珠，包覆在芯片的封装材料极容易遭受损伤，因此，各种LED参数失效归因于封装材料的破坏和劣化。

　　大部分参数失效过程是一个渐变的过程，并且在开始时候不能立刻被察觉，它属于一种存在的隐患，称之为隐性失效。经过一段时间，重要材料遭到彻底破坏，最终演变成灾难失效。硫化现象就属于这种隐性失效。

　　目前应用端出现的LED黑化现象是由于支架镀银层发生硫化的不良表现，从统计的所有硫化案例来看，该不良主要发生于TP白光系列产品中。硫化现象的发生与选用哪款LED芯片没有必然联系，大部分硫化不良主要发生于硅胶工艺（-S）封装的LED产品中，-S1硅树脂工艺发生硫化的几率则相对较低。

　　支架底部变黑的原因是外界的硫离子S2以空气中的水分子作为载体侵入LED灯内部支架Ag层，在一定条件下生成硫化物导致。从发生的各种不良案例来看，支架银层硫化的强烈、快慢程度与硫含量、以及温度、时间具有直接关系。该些硫化物质或颗粒经EDS分析发现除了大量Ag（银）的信号之外，其次S（硫）的信号也非常明显，因此可以确定黑化问题是因为Ag1+与s2Q产生反应所造成之化学反应;银对硫有很强的亲和力，加热时可以与硫直接化合成Ag2S。

　　LED 的硫化是由于环境中的硫（S²ˉ）元素通过渗透进入 LED 支架内部，在一定温、湿度条件下（热量促使分子运动加剧），-2 价的硫与+1 价的银发生化学反应生成黑色 Ag2S 的过程。因为结构、及工艺方面的原因。 硫化反应方程式：Ag2S 《=》2Ag（1+） + S（2-）

　　发生硫化后的 LED 早期表现为支架功能区黑化，光通量严重下降，色温出现明显漂移。由于硫化银的电导率随温度升高而迅速增加，在出现硫化的 LED 使用过程中，部分可能会产生漏电现象，尤其是封装的晶片为小尺寸或者 PN 结靠近底端的一类产品。而随着支架银层被硫化程度的加重，LED 最终将会完全失效，出现死灯问题。

　　从硫化失效分析过程和可靠性测试，总结一些防硫化措施：

　　1.LED应用产品应减少或替代含硫物质材料，例如橡胶制品、硫磺皂等。避免与含硫或氧化物质存放于同一空间环境。

　　2.选用有质量保证的PCB板材，焊料，及其它配套辅料，避免含硫物质残留PCB板上。

　　3.在PCB回流焊接完成后，通过对焊点位置进行清洁处理，消除或降低表面残留。清洗剂避免用酸性含硫的粘合胶，溶剂。

　　4. 封装工艺采用分子间隙小、气密性好、抗硫化能力高的改性硅树脂。