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COB封装中LED失效的原因剖析

虽然从技术角度LED芯片理论寿命可达100000H,但由于封装、驱动、散热等技术的影响,应用到普通照明类的光源或灯具寿命也只能达到30000H

  虽然从技能视点LED芯片理论寿数可达100000H,但因为封装、驱动、散热等技能的影响,运用到一般照明类的光源或灯具寿数也只能到达30000H,乃至商场上也存在许多用不到半年就会出问题的产品。怎么进步LED照明产品牢靠性问题也一直是企业需求处理的问题。

  LED照明产品失效办法一般可分为:芯片失效、封装失效、电应力失效、热应力失效、装置失效。经过对这些失效现象的剖析和改进,可对咱们规划和出产高牢靠性的LED照明产品供给协助。

  本文介绍了依据COB封装技能的LED照明产品失效办法及几种常见原因剖析。并论述了在COB封装、整灯结构规划等运用进程中防备和改进对策。

  1、依据COB的LED产品特色

  LED照明产品由三个首要部件组成,即散热结构件、驱动电源和照明部分。照明部分由光源和二次光学配光组件(如透镜、反射镜和扩散板)组成,典型运用模型见图一。做为LED照明产品中的光源部分是核心部件,是完成光电功用的根底器材。而依据COB技能是光源的一种封装办法,其自身不再需求任何主动外表贴装进程,只需求将正负极简略引出焊接即可拼装到基体或照明灯具。如图1显现了其在LED照明产品中重要的要害组件。这些组件是,尤其是COB在大多数状况下,均是选用手艺拼装。这就形成在出产进程中很或许要比在一个主动的进程中发生更多潜在毛病。

  2、COB失效的原因剖析

  如图2所示,依据COB的LED封装技能是将多颗 芯片选用不同的串并结构再用丝焊的办法在芯片和基底 之间树立电气衔接,终究运用灌封胶封装而成。此种结 构决议了 COB内部任何单颗芯片的不良,将会导致剩下

  芯片电流负载添加,继而单颗vf值上升,使驱动电源进入输出过压维护状况,输出反常导致剩下支路闪耀直至死灯。扫除芯片自身不良的原因,大部分状况下表现为 芯片间键和不良,惯例下咱们把键和中单个焊线分为A、B、C、D、E五个要害点,如图3所示。而键和不良自己在实践中遇到了以下几种常见原因。

  (1)机械应力损害,一般会出现在B、C、D点不良,且C点居多。

  常见根本原因有:①如出现为B或D点不良,且居多出现在围坝边际如图2中中心图片赤色圆圈部位。则很有或许是因为结构干与导致。导致干与的原因需求从镜面铝中心与芯片布局中心是否违背和整灯结构是否预留满意的空隙等方面进行进一步讨论和承认。②如出现在C点不良,且居多出现在中心部位,贝帳本原因会是因为封装或拼装制作进程防护不妥导致。

  (2)焊接不良,一般会出现在A、B、D、E点不良且拉力测验时力值合格但断裂点会出现在A、B、D、E点处, 例如图4为D点断开状况。

  这种状况下可以确认为焊接工艺不妥或焊接设备不稳定导致,可依据详细的失效项目 如塌线、断线、金球过大、过小等状况调整焊线温度、功率、压力、时刻等工艺参数予以处理。

  (3)封装胶应力损害,一般会出现在A、B、D、E点不良且不良只会发生在围坝胶和封装胶结合处的周围,在 高倍显微镜下调查胶体结合面处存在空隙的或许。

  这种不良的根本原因往往是因为两种胶体热膨胀系数的差异,导致应力会集,将焊点拉断导致。

  3、改进办法

  经过对以上所介绍的COB首要失效办法的剖析,可以从中得悉改进实践运用寿数的技能办法。

  (1)结构规划

  好的结构规划既要保证功用的完成,也要做到防错处理。依据COB封装技能的LED自身便是一个易损害器材,在结构规划中处理二次光学配光组件装置及固守时,需求考虑预留满意的空隙,保证在极限公役状况下和拼装进程中误操作也不可以或尽或许削减损害COB的危险。

  (2)封装技能

  封装制程中,咱们把焊线拉力测验作为衡量键和合格断定的一个重要的目标。并且在质量操控进程中,往往以为拉力越大产品牢靠性越好。实践证明这是一个过错的做法,尤其在COB的焊线工艺中对边际键和质量的衡量上,太大或过小均会导致不良的发生。详细拉力规范限值需求依据产品特色进行研究和讨论。

  另一方面,挑选适宜的封装胶及封胶工艺。尽或许选用热膨胀系数附近的胶,并且需求确认适宜的烘干温度和时刻以保证凝结速度的共同,避免内部应力的发生。

  (3)制程防护

  COB器材因为芯片为阵列排布,发光裸出面大,焊线、芯片耐外力能力差,且封装胶体自身不能起到很好的防护效果。故在制程进程中选用适宜的包装、流转载具、取拿东西、固定取拿办法可以根绝或下降机械损害。

  (4)合理挑选

  虽然挑选不能终究进步产品品质,但可以避免不合格品的流出。为了挑选出COB不良器材,可以采纳在必定温度下的老化、测验作业。COB器材可在高温下进行点亮测验,温度不宜高于PN节结温温度。假如采纳整灯老化,温度引荐不宜超越声称最高环境温度,时刻可随温度的进步而削减。详细参数需求依据产品特性进行研究和确认。

  (5)优化牢靠性验证计划

  产品是否可以满意运用要求,需求对其进行充沛的验证。考虑到LED产品不管是世界仍是国内现在还没有针对LED产品的牢靠性实验规范,现在惯例做法是参照GB/T 2423、GB/T24825等规范进行高温、低温、湿热交变、开关冲击等牢靠性实验。但在实践中咱们发现这样的办法不足以发现失效,即现已确认存在牢靠性失效的产品也能经过此类实验验证。故咱们需求针对产品作业环境及特别的用处证明拟定契合依据COB封装技能LED特性的牢靠性实验计划。结合快速改变的商场,调整牢靠性实验条件如温度、湿度、装置办法、客户的运用习气等多种要从来立异挑选牢靠性验证的计划。完成在尽或许短的时刻内推出质量牢靠的产品。

  4、结束语

  综上所述,虽然成本低、散热性好的依据COB封装技能的LED产品具有很高的理论寿数,可是在实践运用 进程中现在还不能到达所预期的理论值。可是只需可以追查到失效的根本原因,采纳办法进行改进并得到有用验证,LED产品的牢靠性将会得到不断的进步。

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