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【分析】COB封装中LED失效原因

导读: 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,甚至市场上也存在很多用不到半年就会出问题的产品。如何提高LED照明产品可靠性问题也一直是企业需要解决的问题。

  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,甚至市场上也存在很多用不到半年就会出问题的产品。如何提高LED照明产品可靠性问题也一直是企业需要解决的问题。

  LED照明产品失效模式一般可分为:芯片失效、封装失效、电应力失效、热应力失效、装配失效。通过对这些失效现象的分析和改进,可对我们设计和生产高可靠性的LED照明产品提供帮助。

  本文介绍了基于COB封装技术的LED照明产品失效模式及几种常见原因分析。并阐述了在COB封装、整灯结构设计等应用过程中预防和改善对策。

  基于COB的LED产品特点

  LED照明产品由三个主要部件组成,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,典型应用模型见图一。做为LED照明产品中的光源部分是核心部件,是实现光电性能的基础器件。而基于COB技术是光源的一种封装形式,其本身不再需要任何自动表面贴装过程,只需要将正负极简单引出焊接即可组装到基体或照明灯具。如图1显示了其在LED照明产品中重要的关键组件。这些组件是,尤其是COB在大多数情况下,均是采用手工组装。这就造成在生产过程中很可能要比在一个自动的过程中产生更多潜在故障。

  COB失效的原因分析

  如图2所示,基于COB的LED封装技术是将多颗芯片采用不同的串并结构再用丝焊的方法在芯片和基底之间建立电气连接,最后使用灌封胶封装而成。此种结构决定了COB内部任何单颗芯片的不良,将会导致剩余。

  芯片电流负载增加,继而单颗vf值上升,使驱动电源进入输出过压保护状态,输出异常导致剩余支路闪烁直至死灯。排除芯片本身不良的原因,大部分情况下表现为芯片间键和不良,常规下我们把键和中单个焊线分为A、B、C、D、E五个关键点,如图3所示。而键和不良本人在实践中遇到了以下几种常见原因。

  (1)机械应力损伤,一般会出现在B、C、D点不良,且C点居多。

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