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led死燈是如何導(dǎo)致的?
2013-07-16 14:32:41  

LED不亮就是行業(yè)內(nèi)的人說的死燈現(xiàn)象,其原因不外是兩種情況:
  一,LED的漏電流過大造成PN結(jié)失效,使LED燈點不亮,這種情況一般不會影響其它的LED燈的工作;

  二,LED燈的內(nèi)部連接引線斷開,造成LED無電流通過而產(chǎn)生死燈,這種情況會影響其它的LED燈的正常工作,原因是由于LED燈工作電壓低(紅黃橙LED工作電壓1.8V-2.2V,藍(lán)綠白LED工作電壓2.8-3.2V),一般都要用串、并聯(lián)來聯(lián)接,來適應(yīng)不同的工作電壓,串聯(lián)的LED燈越多影響越大,只要其中有一個LED燈內(nèi)部連線開路,將造成該串聯(lián)電路的整串LED燈不亮,可見這種情況比第一種情況要嚴(yán)重的多。

  LED死燈是影響產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性的關(guān)健,如何減少和杜絕死燈,提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性,是封裝、應(yīng)用企業(yè)需要解決的關(guān)鍵問題。下面是對造成死燈的一些原因作一些分析探討,
1、靜電對LED芯片造成損傷,使LED芯片的PN結(jié)失效,漏電流增大,變成一個電阻

  靜電是一種危害極大的魔鬼,全世界因為靜電損壞的電子元器件不計其數(shù),造成數(shù)千萬美元的經(jīng)濟(jì)損失。所以防止靜電損壞電子元器件,是電子行業(yè)一項很重要的工作,LED封裝、應(yīng)用的企業(yè)千萬不要掉以輕心。任何一個環(huán)節(jié)出問題,都將造成對LED的損害,使LED性能變壞甚至失效。我們知道人體(ESD)靜電可以達(dá)到三千伏左右,足可以將LED芯片擊穿損壞,在LED封裝生產(chǎn)線,各類設(shè)備的接地電阻是否符合要求,這也是很重要的,一般要求接地電阻為4歐姆,有些要求高的場合其接地電阻甚至要達(dá)到≤2歐姆。

  這就是大多數(shù)企業(yè)查不到接地電阻的測試記錄,即使做了接地電阻測試也是一年一次,或幾年一次,或有問題時檢查一下接地電阻,殊不知接地電阻測試這是一項很重要的工作,每年至少4次(每季度測試一次),一些要求高的地方,每月就要作一次接地電阻測試。
  人體靜電對LED的損害也是很大的,工作時應(yīng)穿防靜電服裝,配帶靜電環(huán),靜電環(huán)應(yīng)接地良好,有一種不須要接地的靜電環(huán)防靜電的效果不好,建議不使用配帶該種產(chǎn)品,如果工作人員違反操作規(guī)程,則應(yīng)接受相應(yīng)的警示教育,同時也起到告示他人的作用。人體帶靜電的多少,與人穿的不同面料衣服、及各人的體質(zhì)有關(guān),秋冬季黑夜我們脫衣服就很容易看見衣服之間的放電現(xiàn)象,這種靜電放電的電壓就有三千伏。

  封裝企業(yè)如果不嚴(yán)格按接地規(guī)程辦事,吃虧的是企業(yè)自己,將造成產(chǎn)品合格率下降,減少企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,同樣應(yīng)用LED的企業(yè)如果設(shè)備和人員接地不良的話也會造成LED的損壞,返工在所難免。按照LED標(biāo)準(zhǔn)使用手冊的要求,LED的引線距膠體應(yīng)不少于3-5毫米,進(jìn)行彎腳或焊接,但大多數(shù)應(yīng)用企業(yè)都沒有做到這一點,而只是相隔一塊PCB板的厚度(≤2毫米)就直接焊接了,這也會對LED造成損害或損壞,因為過高的焊接溫度會對芯片產(chǎn)生影響,會使芯片特性變壞,降低發(fā)光效率,甚至損壞LED,這種現(xiàn)象屢見不鮮。有些小企業(yè)采用手工焊接,使用40瓦普通烙鐵,焊接溫度無法控制,烙鐵溫度在300-400℃以上,過高的焊接溫度也會造成死燈,LED引線在高溫下膨脹系數(shù)比在150℃左右的膨脹系數(shù)高好幾倍,內(nèi)部的金絲焊點會因為過大的熱脹冷縮將焊接點拉開,造成死燈現(xiàn)象。
  2.1封裝企業(yè)生產(chǎn)工藝不建全,來料檢驗手段落后,是造成LED死燈的直接原因

  一般采用支架排封裝的LED,支架排是采用銅或鐵金屬材料經(jīng)精密模具沖壓而成,由于銅材較貴,成本自然就高,受市場激烈竟?fàn)幰蛩赜绊懀瑸榱私档椭圃斐杀,市場大多都采用冷軋低碳鋼帶來沖壓LED支架徘,鐵的支架排要經(jīng)過鍍銀,鍍銀有兩個作用,一是為了防止氧化生銹,二是方便焊接,支架排的電鍍質(zhì)量非常關(guān)鍵,它關(guān)系到LED的壽命,在電鍍前的處理應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行,除銹、除油、磷化等工序應(yīng)一絲不茍,電鍍時要控制好電流,鍍銀層厚度要控制好,鍍層太厚成本高,太薄影響質(zhì)量。

  因為一般的LED封裝企業(yè)都不具備檢驗支架排電鍍質(zhì)量的能力,這就給了一些電鍍企業(yè)有機(jī)可乘,使電鍍的支架排鍍銀層減薄,減少成本支出,一般封裝企業(yè)IQC對支架排檢驗手段欠缺,沒有檢測支架排鍍層厚度和牢度的儀器,所以較容易蒙混過關(guān)。筆者見過有些支架排放在倉庫里幾個月后就生銹了,不要說使用了,可見電鍍的質(zhì)量有多差。用這樣的支架排做出來的產(chǎn)品是肯定用不長久的,不要說3-5萬小時,1萬小時都成問題。

  原因很簡單每年都有一段時間的南風(fēng)天,這樣的天氣空氣中濕度大,很容易造成電鍍差的金屬件生繡,使LED元件失效。即使封裝了的LED也會因鍍銀層太薄附著力不強(qiáng),焊點與支架脫離,造成死燈現(xiàn)象。這就是我們碰到的使用得好好的燈不亮了,其實就是內(nèi)部焊點與支架脫離了。

  2.2封裝過程中每一道工序都必須認(rèn)真操作,任何一個環(huán)節(jié)疏忽都是造成死燈的原因

  在點、固晶工序,銀膠(對于單焊點芯片)點得多與少都不行,多了膠會返到芯片金墊上,造成短路,少了芯片又粘不牢。雙焊點芯片點絕緣膠也是一樣,點多了絕緣膠會返上芯片的金墊上,造成焊接時的虛焊因而產(chǎn)生死燈。點少了芯片又粘不牢,所以點膠必須恰到好處,既不能多也不能少。


  焊接工序也很關(guān)鍵,金絲球焊機(jī)的壓力、時間、溫度、功率四個參數(shù)的配合都要恰到好處,除了時間固定外,其它三個參數(shù)是可調(diào)的,壓力的調(diào)節(jié)應(yīng)適中,壓力大容易壓碎芯片,太小則容易虛焊。焊接溫度一般調(diào)節(jié)在280℃為好,功率的調(diào)節(jié)是指超聲波功率調(diào)節(jié),太大、太小都不好,以適中為度,總之,金絲球焊機(jī)各項參數(shù)的調(diào)節(jié),以焊接好的材料,用彈簧力矩測試計檢測≥6克,即為合格。

  每年都要對金絲球焊機(jī)各項參數(shù)進(jìn)性檢測和校正,確保焊接參數(shù)處在最佳狀態(tài)。另外焊線的弧度也有要求,單焊點芯片的弧高為1.5-2個芯片厚度,雙焊點芯片弧高為2-3個芯片厚度,弧度的高低也會引起LED的質(zhì)量問題,弧高太低容易造成焊接時的死燈現(xiàn)象,弧高太大則抗電流沖擊差。

  總之發(fā)生死燈的原因有很多,不能一一列舉,從封裝、應(yīng)用、到使用各個環(huán)節(jié)都有可能出現(xiàn)死燈現(xiàn)象,如何提高LED產(chǎn)品的質(zhì)量,是封裝企業(yè)以及應(yīng)用企業(yè)要高度重視和認(rèn)真研究的問題,從芯片、支架挑選,到LED封裝整個工藝流程都要按照ISO2000質(zhì)量體系來進(jìn)行運作。只有這樣LED的產(chǎn)品質(zhì)量才可能全面的提高,才能做到長壽命、高可靠。在應(yīng)用的電路設(shè)計上,選擇壓敏電阻和PPTC元件完善保護(hù)電路,增多并聯(lián)路數(shù),采用恒流開關(guān)電源,增設(shè)溫度保護(hù)都是提高LED產(chǎn)品可靠性的有效措施。只要封裝、應(yīng)用的企業(yè)嚴(yán)格按照ISO2000質(zhì)量體系來運作,就一定能使LED的產(chǎn)品質(zhì)量上一個新臺階。

 

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