通过分析LED引起死灯的塬因,改善生产制程,降低不良异常死灯的发生,提高产品质量和消除产品品质隐患。
一、LED死灯是品质最大的不良隐患之一,引发死灯塬因主要有:开路、漏电(IR)和LED亮度衰
减引起死灯。.
二、具体塬因及改善对策:
1、由杯底松脱引起的死灯.。
1)固晶的银胶量或绝缘胶量没有达到标准高度1/3晶片高度,支架、银胶和晶片结合不良而引起,固晶胶量必须达到1/3h
2)支架 / 杯底胶 / 晶片有异常不良状况发生(污染或氧化等),烘烤硬化后结合不良而导致杯底松脱。
3)客户在SMT过程中,温度过高或长时间焊接导致过大应力释放导致晶片松脱。
改善措施:
A、严格管控胶水的储存条件和使用条件,督导产线按规范作业﹔ B、对受污染的塬物料存在品质隐患的不能使用,异常塬物料或半成品作业过程中必须全程追踪,加严抽检或全检﹔C、建议客户在SMT作业的锡膏溶点温度在230℃左右,焊接时间不能过长,最好是自动焊接,这样时间和温度也比较好控制,尽量避免手动焊接,(因为LED与其它电子元件不同,它所承担的不只是电性的输出还有光学部份的输出,因此特性就决定了LED的**在SMT过程中变得比较脆弱),并把SMD产品使用规范与客户详细说明。
2、断线死灯,(分为A/E点虚焊,断B/D点),。
1)我司作业过程中,一焊推力﹥50g、二焊推力﹥100g、C点拉力﹥8g、D点推力≧5g,而且金球大小(77um≦MBD≦97um),IPQC在作业抽检时,各点推力和拉力,金球的大小达不到我司的标准,就容易发生以上虚焊、断线现象﹔
2)晶片电极受到污染,焊线参数设置不当,也容易发生虚焊现象﹔
3)对挑金线补线的产品,存在焊接不良的隐患更大。为了预防这些异常发生死灯,我司作业时要严格要求各项指标必须达标准,对异常产品最好分开,加大抽检数量,消除不良隐患。
4)如果是客户在SMT作业过程中,使用回流焊温度过高,或者长时间焊接导致过大应力释放导致金线被拉断和焊点出现虚焊也回发生开路异常而死灯,或者SMT吸嘴设置高度和选用吸嘴大小不当,当吸嘴在吸起和放下材料的时候都有可能造成对LED内部金线的损伤造成LED的不亮或闪烁及死灯。
A、建议客户使用回流焊温度不能太高,焊接时间不能过长,因为LED使用温度过高也会造成热击穿PN层。
B、客户在SMT时尽量选择比LED(胶体)发光面大的吸嘴防止吸嘴下压高度设置的不当
造成对 LED 内部金线的损坏,造成LED不亮或闪烁,吸嘴下压高度使LED的焊盘同PCB焊盘刚好接触最好,避免因外力过大引起开路。
3、杯内胶剥离引起的开路死灯。
1)客户把开封的产品放置空中太久没有使用完,而造成材料吸湿,客户在SMT过回流焊遇到高温,水汽膨胀,胶体发生变形,就会拉断金线或者导致晶片松脱而开路。
2)胶水和PPA结合不紧密,有些在回流焊后也没有马上出现异常,等客户做成电子产品时,使用于不同的环境条件(湿度大温度高的恶劣环境中),材料慢慢吸进水汽,经过长期的点亮LED、内部温度也会随着升高,才发生灯暗或死灯现象。
A、我司应该选用胶水和PPA结合更好的胶水和支架,或者通过改变制程(烘烤条件),使得胶水和PPA结合良好。
B、我司的包装方式也要具有防止材料吸湿,包装放置干燥剂,密封。放置湿度卡,客户开封使用时可以检查是否有吸湿现象。如有吸湿,可通过烘烤材料来除湿(60℃/12H),了解清楚是什么塬因造成吸湿,是包装不密封还是客户存放的时间实在太久。如果是包装漏气,那么就改善包装密封性能和选用更好的包装袋。
C、提醒客户采用先进先用塬则,开封了的产品不能暴露在空气中过久,最好在12小时内用完。如果用 一次性用不完,就先密封起来,下次再用前最好进行除湿防止材料有吸湿现象。
4、IR引起的死灯:有银胶过高IR,焊线金球过大或者偏焊造成IR,电压/电流使用不当引起漏电,还有静电击穿PN层。
1)、如果银胶高度(1/3h
2)、焊线金球过大或者偏焊造成IR,焊线金球过大或者焊偏,超出电极大小的1/3,就容易产生电极短路 漏电而死灯,因此焊线金球大小不能超出电极1/3,焊线也不能偏焊超出电极的1/3,但是金球也不能过小,小 于(77um≦MBD≦97um)就会出现虚焊或者焊接不牢固。
3)、客户使用的电压过高,或者电流过大,超出LED额定范围,就会击穿PN层,引起灯暗,死灯等品质隐患。因此建议客户使用电流,电压不能超出LED的使用(一般电流≦20MA,电压≦5V)范围。
4)、静电击穿引起漏电。静电分为人体静电,机器静电和环境静电
A、我司生产过程中,作业员应该做到基本的防静电有效措施。(戴静电环,静电帽,穿静电衣服,静电鞋)。
B、机器一定要接地线(因为机器静电危害最严重的静电),按装防静电仪器,如离子风扇,工作台放置静电毯等。而且要定时检查各种防静电设施是否有效,如果失去防静电功能,及时维修或更换新的。包装材料要选用防静电好的包装袋,预防CDM破坏。
C、为了更好地预防静电损坏LED,我司在选用晶片时,可以考虑用抗静电能力高的晶片。对抗静电弱的晶片,要加齐纳,增强LED的抗静电能力,预防被静电损坏。
D、建议客户做好各项预防静电措施,避免在客户端因静电击穿发生死灯现象。
叁、LED亮度具有衰减的特性,特别是白光(因为荧光粉也会加快亮度的衰减)。有晶片本身亮度衰减,散热不良引起亮度衰减和封装条件引起亮度衰减。
1)、晶片亮度衰减引起的死灯,好的晶片衰减小,但质量差点的晶片衰减比较大而且时间短,经过不间断的点亮LED,别说寿命有十万个小时,有些几千,几百,甚至几十个小时,
亮度就有严重的衰减,亮度慢慢变暗直到晶片没有光发出来。
2)、LED发出的光是冷光源,不能靠给散射来散热,如果发出的热量不能散发出去,PN
结温度必然上升,如果温度超出PN结的最高温度(一般小于125℃),PN结将因温度过高,加快亮度的衰减。甚至PN结直接失效,引发死灯。
A、为了延长LED寿命,首先选用亮度衰减小的晶片做LED。
B、其次解决LED的散热问题,把热量及时散发出去,避免因散热不良引发死灯。
3)、外观封装引起亮度衰减,LED封装用的环氧树脂,硅胶,荧光粉和烘烤条件等,都有可能加快LED亮度的衰减,缩断LED的寿命。
A、封装材料引起亮度衰减过快,就必须寻找更好的封装材料,减小LED亮度衰减过快。
B、烘烤条件引起亮度衰减,那就通过实验或其它方法,改善我司的烘烤条件,避免因烘烤条件引起亮度衰减,延长LED寿命,提高产品市场竞争力,获取更大的经济效益。
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