关于LED死灯现象的原因分析与探讨
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2020-07-26
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关于关于LED死灯现象的原因分析与探讨死灯现象的原因分析与探讨
静电是一种危害极大的魔鬼，全世界因为静电损坏的电子元器件不计其数，造成数千万美元的经济损失。所以
防止静电损坏电子元器件，是电子行业一项很重要的工作，LED封装、应用的企业千万不要掉以轻心。
究其原因不外是两种情况：
其一，LED的漏电流过大造成PN结失效，使LED灯点不亮，这种情况一般不会影响其它的LED灯的工作；
其二，LED灯的内部连接引线断开，造成LED无电流通过而产生死灯，这种情况会影响其它的LED灯的正常工作，原因是由于
LED灯工作电压低（红黄橙LED工作电压1.8V—2.2V，蓝绿白LED工作电压2.8—3.2V），一般都要用串、并联来联接，来适
应不同的工作电压，串联的LED灯越多影响越大，只要其中有一个LED灯内部连线开路，将造成该串联电路的整串LED灯不
亮，可见这种情况比第一种情况要严重的多。
LED死灯是影响产品质量、可靠性的关健，如何减少和杜绝死灯，提高产品质量和可靠性，是封装、应用企业需要解决的关键
问题。下面是对造成死灯的一些原因作一些分析探讨：
1. 静电对LED芯片造成损伤，使LED芯片的PN结失效，漏电流增大，变成一个电阻
静电是一种危害极大的魔鬼，全世界因为静电损坏的电子元器件不计其数，造成数千万美元的经济损失。所以防止静电损坏电
子元器件，是电子行业一项很重要的工作，LED封装、应用的企业千万不要掉以轻心。任何一个环节出问题，都将造成对LED
的损害，使LED性能变坏甚至失效。
我们知道人体（ESD）静电可以达到三千伏左右，足可以将LED芯片击穿损坏，在LED封装生产线，各类设备的接地电阻是否
符合要求，这也是很重要的，一般要求接地电阻为4欧姆，有些要求高的场合其接地电阻甚至要达到≤2欧姆。这些要求都为电
子行业的人们所熟悉，关健是在实际执行时是否到位，是否有记录。
据笔者了解一般的民营企业，防静电措施做得并不到位，这就是大多数企业查不到接地电阻的测试记录，即使做了接地电阻测
试也是一年一次，或几年一次，或有问题时检查一下接地电阻，殊不知接地电阻测试这是一项很重要的工作，每年至少4次
（每季度测试一次），一些要求高的地方，每月就要作一次接地电阻测试。
土壤电阻会随着季节的变化而不同，春夏天雨水多，土壤湿接地电阻较容易达到，秋冬季干燥土壤水分少，接地电阻就有可能
超过规定数值，作记录是为了保存原始数据，做到日后有据可查。符合ISO2000质量管理体系。测试接地电阻可以自行设计表
格，接地电阻测试封装企业、LED应用企业都要做，只要将各种设备名称填于表格内，测出各设备的接地电阻记录在案，测试
人签名即可存档。
人体静电对LED的损害也是很大的，工作时应穿防静电服装，配带静电环，静电环应接地良好，有一种不须要接地的静电环防
静电的效果不好，建议不使用配带该种产品，如果工作人员违反操作规程，则应接受相应的警示教育，同时也起到告示他人的
作用。人体带静电的多少，与人穿的不同面料衣服、及各人的体质有关，秋冬季黑夜我们脱衣服就很容易看见衣服之间的放电
现象，这种静电放电的电压就有三千伏。
而碳化硅衬底芯片的ESD值只有1100伏，蓝宝石衬底芯片的ESD值就更低，只有500—600伏。一个好的芯片或LED，如果我
们用手去拿（身体未作任何防护措施），其结果就可想而知了，芯片或LED将受到不同程度的损害，有时一个好的器件经过我
们的手就莫名其妙的坏了，这就是静电惹的祸。
封装企业如果不严格按接地规程办事，吃亏的是企业自己，将造成产品合格率下降，减少企业的经济效益，同样应用LED的企
业如果设备和人员接地不良的话也会造成LED的损坏，返工在所难免。
按照LED标准使用手册的要求，LED的引线距胶体应不少于3—5毫米，进行弯脚或焊接，但大多数应用企业都没有做到这一
点，而只是相隔一块PCB板的厚度（≤2毫米）就直接焊接了，这也会对LED造成损害或损坏，因为过高的焊接温度会对芯片
产生影响，会使芯片特性变坏，降低发光效率，甚至损坏LED，这种现象屡见不鲜。有些小企业采用手工焊接，使用40瓦普
通烙铁，焊接温度无法控制，烙铁温度在300—400℃以上，过高的焊接温度也会造成死灯，LED引线在高温下膨胀系数比在
150℃左右的膨胀系数高好几倍，内部的金丝焊点会因为过大的热胀冷缩将焊接点拉开，造成死灯现象。
2. LED灯内部连线焊点开路造成死灯现象的原因分析
2.1 封装企业生产工艺不建全，来料检验手段落后，是造成LED死灯的直接原因
一般采用支架排封装的LED，支架排是采用铜或铁金属材料经精密模具冲压而成，由于铜材较贵，成本自然就高，受市场激烈
竟争因素影响，为了降低制造成本，市场大多都采用冷轧低碳钢带来冲压LED支架徘，铁的支架排要经过镀银，镀银有两个作
用，一是为了防止氧化生锈，二是方便焊接，支架排的电镀质量非常关键，它关系到LED的寿命，在电镀前的处理应严格按操
作规程进行，除锈、除油、磷化等工序应一丝不苟，电镀时要控制好电流，镀银层厚度要控制好，镀层太厚成本高，太薄影响
质量。
因为一般的LED封装企业都不具备检验支架排电镀质量的能力，这就给了一些电镀企业有机可乘，使电镀的支架排镀银层减
薄，减少成本支出，一般封装企业IQC对支架排检验手段欠缺，没有检测支架排镀层厚度和牢度的仪器，所以较容易蒙混过
关。笔者见过有些支架排放在仓库里几个月后就生锈了，不要说使用了，可见电镀的质量有多差。用这样的支架排做出来的产
品是肯定用不长久的，不要说3—5万小时，1万小时都成问题。原因很简单每年都有一段时间的南风天，这样的天气空气中湿
度大，很容易造成电镀差的金属件生绣，使LED元件失效。即使封装了的LED也会因镀银层太薄附着力不强，焊点与支架脱
离，造成死灯现象。这就是我们碰到的使用得好好的灯不亮了，其实就是内部焊点与支架脱离了。
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