LED灯珠不良情况讲解

普朗克光电科技

1、［封装技术］LED的不良情况分析

芯片失效封装失效热过应力失效电过应力失效装配失效解决封装失效的建议检查：支架、点胶、焊接常见现象：

死灯

定义：LED的正负极接通标准电压下灯不亮或微亮。

造成死灯的原因有很多，比较复杂，主要是从静电和封装角度去分析。色偏

定义：指LED发出的白光与标准色温有误差，误差值大于10%。

造成色偏的原因是：

散热不良，使LED的结温过高

荧光粉的涂抹不均匀，涂层厚的部位色温偏低易发黄

荧光粉质量不好

胶粉比调配比不当

灯闪

定义：led灯出现非人为控制的间歇性亮灭

造成灯闪的原因：

驱动电源不稳定，出现了间歇性的电流

透镜等封装材料受力变形，使金线接触不良

光衰大

定义：LED使用一定时间（1000小时），之后测试其光通量明显小于使用前的光通量，两者比值小于0.9造成光衰大的原因：

散热不良，长时间过热致使LED老化

电流过大，致使LED加速老化

胶粉配比不当

死灯原因如下：

芯片失效：芯片本身质量问题（裂纹或损伤）

芯片与基板粘接不良

引起光衰严重或死灯封装失效：

封装工艺不当

封装后的灯珠质量不良出现黄变，气泡，黑斑，腐蚀等现象热过应力失效散热不良导致结温升高电过应力失效过电流或者静电将芯片击穿驱动电源不稳定将金线烧断装配失效

不良的安装和装配导致器件失效解决因封装失效导致LED 死灯的建议检查支架：支架发黑说明被腐蚀支架上的镀银层太薄

支架与焊接点脱离

检查点胶：检查固晶胶本身是否过期失效固晶胶的用量要合适用量过少，推力不够，芯片粘不牢；用量过

多，胶体返到芯片金垫上，造成短路固化条件的选择尽量按照标准固化条件来操作

检查焊接：焊接机的参数设置要合理时间：不超过5 秒压力：适中，过大易压碎芯片；过小易导致虚焊温度：280 度有效防止静电

金线的弧度高度要合理弧高太低，在焊接时温度过高烧毁芯片弧高太高，遭到大电流冲击时金线被烧黑2、［疑问求助］LED支架内部发黑是什么原因导致?

求各位高手帮忙分解支架内部发黑是什么原因导致? 出现在二焊位置且金线也一起被感染黑色。

请问大家会不会金线与支架结合后参杂什么物质起的化学反应？

重球的位置金线也变成黑色了的。

水的可能性应该需要很长时间才能发现的吧

而且水也肯定不会是纯净水

在高温高湿中，就会出出这种情况

胶水密封性能很重要

有的有，有的没有，，局部发黑

不用那么复杂，直接降胶挑掉，能把黑色部分擦掉银还亮的话，95%就是水的原因，

如果把黑色擦掉银层暗下来或者没有银层，那就得看看工艺过程中有什么东西可以接触到的

了,

哦这么说就是胶水和支架的密封性不是很好导致的

胶水和支架的密封性是很重要的

你如果能把整块胶挑下来的话，这样的产品后面不变黑那才是奇迹

变黑就不奇怪了

一般是胶水碳化就是烧黑了硫化不太可能因为就那一块

3、［技术杂谈］LED荧光胶黄变甚至发黑的现象

最近总是遇到仿流明LED荧光胶黄变甚至发黑的现象，有些可能连带着芯片的表层也有些发黑，但是支架镀银层一点问题都没有，除了可能存在的温度过高散热不好以及助焊剂渗入

的情况，我实在想不出是否还有其他因素。

LED荧光胶黄变甚至发黑，你可以用一成品灯加热，看他多少温度发黑，就知他有多少度胶会发黑了。

是不是电流过大造成？工程师们？

电流过大的话，芯片就该被击穿了。连亮都不亮喽。

是温度太高，是你散热没有散发出去吧！

不过个是我个人意见。不代表一定正确

烤箱温度啊，有可能。

目前因为镀银层和芯片基本上都没出现问题，所以我们的注意力基本上集中在硅胶和荧光粉

方面。YAG荧光粉一般耐温是多少？就像芯片厂家，一直也没有在tds上面标注耐温范围。

但芯片长时间处于85度环境的话，很快就歇菜了。

荧光粉应该不会出现什么问题吧。荧光粉都能耐高温，硅胶坏完了，荧光粉也不会有事，荧光粉都是几千度高温烧出来的。一般高温木有事的。

仿流明LED荧光胶黄变甚至发黑的现象，有些可能连带着芯片的表层也有些发黑，但是支架镀银层一点问题都没有，除了可能存在的温度过高散热不好以及助焊剂渗入的情况，是否还有其他因素。

这个我也考虑了。如果是松香之类的助焊剂渗入的话，造成的结果绝不仅仅是硅胶单体发黑。有机物分解出的无机碳，是可以观测出来的。

没死灯，胶水的应力都很小。

4、［已答复］LED晶片发黑这是什么原因造成的？

正常60MA，融了看下，是底胶碳化，这是什么原因造成底胶碳化？

芯片过热

这种问题好像很复杂，也很难理解的。见到过很多次这样的现象，我认为除了部化碳化外更多是支架银层氧化，你看外面都氧化很严重了，是否晶片发黑呀，电极发黑。

以前我們也有遇到這樣的問題的，是因爲膠水的問題。

这个应该是固晶胶水问题，固晶胶水耐高温性能不好。

第一、检查客户使用环境，有没有按照要求，这样的情况与电流有很大关系；

第二、做红墨水实验，看气密性是否良好；

第三、算出不良比例、以及不良的情况有没有规律，这样就便于区分是谁的原因了。应该是电流过大造成这个情况的。要么是胶水质量不好。

散热不好导致的，LED对过高的温度很敏感。

5730灯板老化12小时之后变黑，求高手解答！跪谢！！

各位大侠！小弟最近做了一批5730的灯板，在老化之后灯珠变黄甚至发黑，求高手指点

是哪里出了问题。

一共做了3次，最近一次出的问题。铝基板灯珠贴片厂均是老供应商。

散热没做好

散热没有问题的灯珠的电流只有90MA,上一批连续老化一周走没有这样的现象，现在灯珠厂和加工相互推诿。通过那些方法可以判定是谁的责任，或哪个环节出了问题。

焊好两个电极引脚。

老化的环境温度是？？老化时可以测试下铝基板的温度，这种问题只有2种情况要嘛散热要嘛长期电流过大灯珠的结热温度是多少啊，要合理设计才不会有问题发生。

你老化的时候铝机板下面加没加散热器的呀。。。

如果你的散热和驱动电流都没有问题，那就是灯珠的原因了，叫灯珠的供应商给你分析一下。

很可能你的灯珠是返修过的灯珠。

这个样子是LED问题，一种胶没干，一种支架电镀的导电层问题，还有晶片银浆或胶体水份失调。如果是散热不够，不是这个样子，还有可能就是支架是没高温电镀或氧化后没干led硫化现象散热问题

一看就LED问题，灯珠内部温度没有导出来！！

如何解决LED散热问题

LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。近年来，

世界上一些经济发达国家围绕LED 的研制展开了激烈的技术竞赛。其中LED 散热一直

是一个亟待解决的问题！

有研究数据表明，假如LED 芯片结温为25 度时的发光为100% ，那么结温上升至60 度时，其发光量就只有90% ；结温为100 度时就下降到80% ；140 度就只有70% 。可见改善散热，控制结温是十分重要的事。

除此以外LED 的发热还会使得其光谱移动；色温升高；正向电流增大（恒压供电时）；反向电流也增大；热应力增高；荧光粉环氧树脂老化加速等等种种问题，所以说，LED 的散热是LED 灯具的设计中最为重要的一个问题。

LED 芯片结温是怎么产生的

LED 发热的原因是因为所加入的电能并没有全部转化为光能，而是一部分转化成为热能。LED 的光效目前只有100lm/W ，其电光转换效率大约只有20~30% 左右。也就是说大约70% 的电能都变成了热能。

具体来说，LED 结温的产生是由于两个因素所引起的。

1．内部量子效率不高，也就是在电子和空穴复合时，并不能100 ％都产生光子，

通常称为由“电流泄漏”而使PN 区载流子的复合率降低。泄漏电流乘以电压就是这部分的功率，也就是转化为热能，但这部分不占主要成分，因为现在内部光子效率已经接近90％。

2．内部产生的光子无法全部射出到芯片外部而最后转化为热量，这部分是主要的，因为目前这种称为外部量子效率只有30 ％左右，大部分都转化为热量了。

虽然白炽灯的光效很低，只有15lm/W 左右，但是它几乎将所有的电能都转化为光能而辐射出去，因为大部分的辐射能是红外线，所以光效很低，但是却免除了散热的问题。

LED 的散热现在越来越为人们所重视，这是因为LED 的光衰或其寿命是直接和其结温有关，散热不好结温就高，寿命就短。大功率LED 白光应用及LED 芯片散热解决方法

当今LED 白光产品被逐渐运用于各大领域投入使用，人们在感受其大功率LED 白光带来的惊人快感同时也在担心其存在的种种实际问题！

首先从大功率LED 白光本身性质来说。大功率LED 仍旧存在着发光均一性不佳、封闭材料的寿命不长尤其是其LED 芯片散热问题很难得到很好的解决，而无法发挥白光LED 被期待的应用优点。

其次从大功率LED 白光市场价格来说。当今大功率LED 还是一种贵族式的白光产品，因为大功率产品的价格还是过高，而且技术上还是有待完善，所以说大功率白光LED

产品不是谁想用就能够用的。下面分解下大功率LED 散热的相关问题。

近些年在业界专家的努力下对大功率LED 芯片散热问题提出了一下几点改善方案：

1. 通过提高LED 晶片面积来增加发光量。

2. 采用封装数个小面积LED 晶片。

3. 改变LED 封装材料和萤光材料。

那么是不是通过以上三种方法就可以完全改进大功率LED 白光产品的散热问题了呢？实则斐然！首先我们虽然将LED 芯片的面积增大，以此获得更多的光通量（光单位时间内通过单位面积的光束数即为光通量，单位ml ）希望能够达到我们想要的白光效果，但因其实际面积过大，而导致在应用过程与结构上出现了一些适得其反的现象。

那么是不是大功率LED 白光散热问题就真的无法解决了呢？当然不是无法解决了。针对单纯增大晶片面积而出现的负面问题，LED 白光业者们就根据电极构造的改良及覆晶的构造并利用封装数个小面积LED 晶片等方式从大功率LED 晶片表面进行改良从而来达到60lm/W 的高光通量低高散热的发光效率。

其实还有一种方法可以有效改进大功率LED 芯片散热问题。那就是将其白光封装材料用硅树脂取代以往的塑料或者有机玻璃。更换封装材料不仅能够解决LED 芯片散热问题更能够提高白光LED 寿命，真是一箭双雕啊。我想说的是几乎所有像大功率LED 白光这样的高功率白光LED 产品都应该采用硅树脂作为封装的材料。为什么现在大功率LED 中必须采用硅胶作为封装材料？因为硅胶对同样波长光线的吸收率不到1% 。但是环氧树脂对400-459nm 的光线吸收率高达45% ，很容易由于长期吸收这种短波长光线以后产生的老化而使光衰严重。

当然在实际的生产生活中还会出现很多像大功率LED 白光芯片散热这样的问题，因为人们对大功率LED 白光越广泛的应用就会出现越深入难解的种种问题！LED 芯片的特点是在极小的体积内产生极高的热量。而LED 本身的热容量很小，所以必须以最快的速

度把这些热量传导出去，否则就会产生很高的结温。为了尽可能地把热量引出到芯片外面，人们在LED 的芯片结构上进行了很多改进。为了改善LED 芯片本身的散热，其最主要的改进就是采用导热更好的衬底材料。像Cree 公司的LED 的热阻因为采用了碳化硅作基底，要比其他公司的热阻至少低一倍。

即使能够解决从晶片到封装材料间的抗热性，但因从封装到PCB 板的散热效果不好的话，同样也是造成LED 晶片温度的上升，出现发光效率下降的现象。所以，就像是松下就为了解决这样的问题，从2005 年开始，便把包括圆形，线形，面型的白光LED，

与PCB 基板设计成一体，来克服可能因为出现在从封装到PCB 板间散热中断的问题。

因此，在面对不断提高电流情况的同时，如何增加抗热能力，也是现阶段的急待被克服的问题，从各方面来看，除了材料本身的问题外，还包括从晶片到封装材料间的抗热性、导热结构、封装材料到PCB 板间的抗热性、导热结构，及PCB板的散热结构等，

这些都需要作整体性的考量。

LED 照明灯具散热的问题解答

对目前常见的白炽灯泡或是荧光灯来说，即便产品本身运行可能产生热能，但组件的高热仍可以被有效隔离，使光源与电源接座不会因热而产生意外的问题。但固态照明就不同，一来LED 组件集中单点的运

行高温，必须采取更多积极手段进行散热处理，同时搭配主动有效的热处理机制，才能避免灯具发生问题。

LED 固态光源热处理问题较传

统灯具复杂得多。

传统光源或灯具多有运行过程产生高热的问题，例如卤素灯泡或白炽灯泡，若是白炽灯形式，即在特殊处理的灯球内加热钨丝产生光亮。

实际上，高温产生在灯丝上而非灯座，即便灯座会因灯球玻璃或是金属受钨丝发光的辐射热、热传导间接产生高温，但产生的温度都在可接受的安全范围，再加上非直接接触传导，安全性也相对较高。

但换成LED 固态光源形式的灯具，其热处理便可能成为新的应用安全问题。多数人会认为LED 具高能源转换效率、低驱动能源优势，自然使用安全性较高，但实际上LED 固态光源为了达到日常照明的应用目的，必须透过加大单组组件的功率去强化单元件的输出流明，例如灯具厂会采取多LED 组件整合形式加强输出效果，且多组件同时运行也能改善LED 固态光源光型偏向点光源的问题，让LED 固态光源技术的灯具可产生如灯泡般的面光源效果。如果要强化单元件的输出流明，必须更高的电流，以使LED 芯片的PN 接面产生更多流明，但更高电流也会让单点LED 组件的温度升高、更难处理，甚至

为了提高灯具的光型表现、发光效率而采取多组件并用形式，也会使LED 灯具的高温问题加剧，让散热问题更难处理。

综观目前LED 灯具市场的发展趋势，多数LED 光源的厂商大多会先以市场为主导，因为高单价、高利润，也可以借由技术差异迅速打入发展技术较前卫的LED 光源市场，例如，针对室内装潢、情境灯具应用的嵌灯、壁灯、吸顶灯就成为LED 光源灯具较常见

的设计形式，其替换传统灯具后的省电效益亦最受相关业者关注。

LED 光源灯具必须重点处理的热管理设计，在可能于密闭或半密死循使用的嵌灯、壁灯、吸顶灯产品，形成更严苛的挑战，灯具开发商必须从材料、产品构型、主/ 被动散热机制、驱动芯片设计等方面投入更多资源，以避免产品的问题肇生。特别是LED 嵌入式灯具体积小，且常采多组件整合，模块的散热设计难度较高。嵌入式灯具外壳采铝挤型或散热片设计，可发挥自体散热作用。但这还远远不够。

LED 热管理：NTC 持续运行温度维持LED 灯使用安全

若LED 灯具没有搭配足够的热管理设计，在使用过程中可能会导致灯具因为经常性高热运行造成寿命锐减，产生必须频繁更换故障LED 灯具的困扰，严重者甚至可能酿成意外，因运行高温造成线或是周边装潢着火燃烧！

在产品开发阶段，可运用智能型LED 灯光控制技术，透过主动式的监看LED 灯具与整体光源模块的温度表现，简化装置的热管理工作，同时当灯具与周遭温度上升至区段时，灯具必须降低电功率、减少LED 亮度输出，以此提升LED 固态光源灯具的使用

安全性。

像LED 吸顶灯外壳考虑较简单的设计形式，若灯具本身所使用的驱动器功能较聚焦于电源转换与LED组件驱动，并未内嵌温控微处理器与散热处理模块，为避免增加产品原料件的成本，LED 灯具可整合NTC(Negative Temperature Coeffient) 负温度系数Thermistor Sensors 电，是成本效益相对较高的安全设计方案。

所谓NTC 电，其设置目的是藉由透过电子回去监看LED 的模块灯具温度，透过默认温度警示或