LED燈珠內(nèi)部銀遷移會導致什么失效現(xiàn)象？

背景介紹

失效現(xiàn)象為LED應急燈在常溫樓道正常使用一段時間后出現(xiàn)死燈，現(xiàn)通過測試分析失效應急燈及正常應急燈板，查找LED死燈原因。

測試分析

1 電性排查

對失效應急燈NG燈板上所有燈珠進行IV特性測量，檢查每個燈珠二極管特性是否存在異常。

IV特性測量結果顯示，大部分LED燈珠呈現(xiàn)漏電失效，LED3呈現(xiàn)開路失效。由于漏電失效樣品較多，對漏電顯著的LED7、LED13及開路失效的LED3進行分析。

2 點亮觀察

對IV特性異常燈珠施加3VDC電壓進行點亮，觀察點亮狀況及電流大小，如圖1所示，

漏電燈珠：LED7表現(xiàn)為電流偏低、亮度偏低現(xiàn)象；LED13表現(xiàn)為死燈現(xiàn)象；開路燈珠：LED3表現(xiàn)為死燈現(xiàn)象。

圖1 點亮檢查照片

3 外觀檢查

外觀檢查發(fā)現(xiàn)漏電燈珠LED7外觀未有明顯異常，漏電死燈LED13及開路死燈LED3表面明顯有燒毀痕跡，如圖2所示。

圖2 外觀檢查照片

4 X-Ray分析

對漏電燈珠LED7和開路死燈LED3進行X-Ray檢查，發(fā)現(xiàn)漏電燈珠LED7外觀未發(fā)現(xiàn)明顯異常，而開路死燈LED3明顯發(fā)現(xiàn)綁定線被燒毀痕跡。

圖3 燈珠X-Ray檢查照片

5 開封分析

對漏電死燈LED13進行化學開封后，用光學顯微鏡與電子顯微鏡進行觀察分析，發(fā)現(xiàn)晶元LED13（漏電死燈）表面發(fā)現(xiàn)燒毀痕跡；形貌放大觀察，燒毀位置明顯發(fā)現(xiàn)電遷移枝晶形貌，成分結果顯示為銀遷移。

圖4 LED13化學開封后形貌圖

表1 LED13化學開封后EDS分析測試結果（wt.%）

6 銀遷移觀察及銀元素來源排查

通過對晶元表面及側面SEM觀察，發(fā)現(xiàn)銀遷移只發(fā)生在晶元表面，晶元側面未發(fā)現(xiàn)銀遷移現(xiàn)象。銀元素排查結果顯示，綁定線及支架鍍層的材質(zhì)為金屬銀，其他結構未發(fā)現(xiàn)銀元素，如圖5和表2所示。

以上結果表明，銀遷移只發(fā)生在晶元表面，故可以推測形成銀遷移的銀離子來自銀綁定線。下面通過切片觀察手段，確認漏電燈珠內(nèi)部是否存在界面分層現(xiàn)象。

圖5 銀遷移位置SEM觀察照片

表2 晶元表面及支架鍍層成分測試結果（wt.%）

7 剖面分析

切片剖面分析結果顯示，晶元表面發(fā)現(xiàn)分層現(xiàn)象，透明封裝膠與金屬支架及白色塑膠發(fā)現(xiàn)界面分層現(xiàn)象，界面分層為銀遷移提供了遷移通道條件，如圖6所示。

圖6 界面分層狀況觀察

結論與建議

LED 應急燈死燈失效的原因為：LED燈珠內(nèi)部產(chǎn)生了銀遷移現(xiàn)象。

建議：避免銀遷移的發(fā)生可以從避免界面分層及避免使用活性較強的金屬兩方面去改善。

*** 以上內(nèi)容均為原創(chuàng)，如需轉載，請注明出處 ***