LED蓝灯失效分析

一、案例背景

LED 灯珠出现不亮、暗亮的情况，且样品安装前在仓库存放了一个月、安装后过了3-6个月才被点亮。

二、分析过程

1、X-RAY检测

对PCBA样品失效LED的X-RAY检测，未发现烧损、键合异常，以及异物等现象，内部状态良好。

取样进行X-RAY检测，将NG品与OK品进行比对，未见明显异常（烧损、键合异常、异物等）。

2、LED失效特征分析

1）VF测试：在未通电的状态下，对在板上的蓝色LED的VF值进行测试。测试结果如下：

从测试的数据可见，异常LED位置的蓝灯VF值偏低（在板状态测试）。

2.压降测试：在蓝灯亮起的状态下，测试蓝灯对应的PCB焊盘之间的压降。

以上测试数据表明，异常LED位置的蓝灯压降偏低。将LED取下后，测试板上的供电电压正常，从而初步可以判断PCB供电无异常。

3.反向漏电流测试：失效LED的IR值均超出了规格要求的10μA以下，OK品测试为0μA，说明LED存在漏电失效特征。

3. LED溶胶分析

利用溶胶剂，对不亮灯、暗灯、NG品及OK品进行溶胶分析，发现不亮灯、暗亮及NG样品均发现有银迁移失效，OK品无银迁移问题。

1.溶胶后显微外观分析：通过显微镜分析LED内部晶元与键合部分，均未见明显异常。

2.溶胶后SEM分析：不亮灯、暗灯及NG样品在晶元面以及侧壁位置发现有明显的迁移晶枝，且晶枝生长方向均为晶元面向下往支架面方向。

3.对晶枝进行EDS成分分析

①晶元面上的异物成分分析：不亮灯及暗灯样品，晶元表面的异物成分均含有Ag，主要为Ga、Ti、Si，说明存在Ag迁移的问题。

②晶枝状成分分析：晶枝状物质主要为Ag，证明了存在Ag迁移失效。

4. LED染色试验后切片分析

将LED放入染色液体中，进行沸煮（水浴锅100℃）2h，取出冷却至常温（约10分钟左右），清洗后制作切片（剖面/平面），进行研磨分析，确认墨水渗透情况。

1.染色后切片断面分析

①切片断面金相分析

将NG品切片研磨至位置1（未到晶元），发现引线结合部有染色，说明封装存在缝隙。

研磨至晶元位置，发现支架结合部有染色，晶元边缘无染色现象。

②切片断面SEM分析

通过SEM分析发现，引线与树脂有墨水渗入，说明晶元与树脂结合位置存在缝隙，为Ag迁移提供了条件和通道。

2.染色后平面研磨分析

蓝色区域整体有染色现象，红色LED键合盘位置（支架）有染色现象。

三、分析结果

综合以上分析，结合LED的内部结合状态检测结果、晶元与树脂的结合程度的分析，判断导致LED失效的根本原因为LED封装存在Ag迁移通道，引起Ag迁移失效。具体失效解析如下：

1.模组的存放及工作环境潮湿；

2.树脂与引线、芯片结合面存在缝隙，为Ag提供了迁移通道；

3.LED点灯产生的压差存在。