一张图让你看懂LED高中低端LED的材料配置及应用领域

希望这个贴子能帮助到新生代的电子工程师，在设计使用LED指示灯时，应该更能清楚不同的材料应用在不同的产品上面，不要用错产品，以免用错材料导致设计失败。

金鉴实验室作为专注于LED产业的科研检测机构，能够对LED进行严格的检测，致力于为客户提供高质量的测试服务，为LED在各个领域的可靠应用提供坚实的质量保障。以金鉴接触的失效分析大数据显示，LED死灯的原因可能过百种，我们仅以LED光源为例，从LED光源的五大原物料（芯片、支架、荧光粉、固晶胶、封装胶和金线）的入手，介绍部分可能导致死灯的原因。 1.芯片抗静电能力差 LED灯珠的抗静电能力主要取决于发光芯片本身的特性，封装材料和工艺的影响相对较小。值得注意的是，封装成LED灯后反而更容易出现静电损伤事故。这源于芯片电极间距与引脚间距的显著差异：芯片裸晶电极间距通常小于100微米，而LED引脚间距约为2毫米。当静电电荷转移时，较大的引脚间距会形成更高的电位差，导致更易发生静电损伤。 2.芯片外延缺陷 在高温长晶过程中，外延片会受到多种污染源的影响。衬底、MOCVD反应腔内的残留沉积物、外围气体以及Mo源都可能引入杂质。这些杂质渗入磊晶层后，会阻碍氮化镓晶体正常成核，形成各种外延缺陷，最终在外延层表面产生微小坑洞，严重损害外延层薄膜的晶体质量和性能。 3.芯片化学物残余 电极加工是LED芯片制造的关键工序，包含清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合和研磨等多个环节。这些工序涉及大量化学清洗剂的使用，如果清洗不彻底，会导致有害化学物质残留。在LED通电工作时，这些残留物会与电极发生电化学反应，进而引发死灯、光衰、暗亮、发黑等不良现象。因此，对芯片化学物残留的检测对LED封装厂至关重要。 4.芯片物理损伤 LED芯片的物理损伤会直接导致器件失效。在蒸镀工艺中，使用弹簧夹固定芯片可能产生夹痕；黄光作业中显影不完全或光罩有破洞，会导致发光区残留多余金属；在前段制程的清洗、蒸镀、化学蚀刻等环节中，使用镊子、花篮和载具都可能造成晶粒电极刮伤。 芯片电极质量对焊点可靠性的影响同样不可忽视：电极蒸镀不牢固会导致焊线后电极脱落；电极可焊性差会造成焊球虚焊；存储不当引发的电极表面氧化或污染等问题，都会影响金属原子扩散，导致失效或虚焊。金鉴实验室拥有专业的LED测试设备和技术团队，能够确保LED测试的准确性和可靠性，如需进行专业的检测，可联系金鉴检测顾问189-2421-3655。 5.新结构芯片与物料的兼容性问题 新型LED芯片电极中通常加入铝层，既可作为反射镜提高出光效率，又能减少黄金用量降低成本。但铝是活泼金属，若封装厂来料管控不严，使用含氯超标的胶水，铝反射层就会与氯离子发生反应，导致腐蚀现象。 LED支架 1.镀银层过薄 目前市场上大多采用铜作为LED支架的基体材料。为防止铜氧化，支架表面需要电镀银层。镀银层过薄会在高温环境下导致支架黄变，这种变色并非银层本身引起，而是底层铜原子扩散渗透至银层表面所致。铜的氧化特性会显著降低其导热和散热性能，因此镀银层厚度至关重要。同时，铜和银都易受空气中硫化物和卤化物的腐蚀，导致表面发暗变色。研究表明，变色会使表面电阻增加20-80%，电能损耗增大，从而大幅降低LED的稳定性和可靠性。 2.镀银层硫化 LED光源对含硫环境特别敏感。含硫气体会通过硅胶的多孔结构或支架缝隙与镀银层发生硫化反应。硫化后产品功能区会黑化，光通量逐渐下降，色温发生明显漂移。生成的硫化银随温度升高导电率增加，极易出现漏电现象。更严重的是，当银层被完全腐蚀暴露出铜层后，附着在银层上的金球会脱落，直接导致死灯。 3.镀银层氧化 金鉴实验室出的LED发黑初步诊断的业务中发现硫/氯/溴元素越难越难找了，然而LED光源镀银层发黑迹象明显，这可能与银氧化有关。但由于环境中的氧元素会干扰检测结果，准确判定氧化需要借助SEM、EDS、显微红外光谱、XPS等多种检测手段，并结合可靠性对比试验和专业分析知识。金鉴实验室在进行试验时，严格遵循相关标准操作，确保每一个测试环节都精准无误地符合标准要求。 4.电镀质量不佳 镀层质量主要取决于金属沉积层的结晶组织。通常结晶组织越细小，镀层越致密、平滑，防护性能也越高。优质电镀层应结晶细致、均匀连续，无污染物、斑点、黑点、烧焦、粗糙、针孔、麻点、裂纹等缺陷。 电镀层厚度及其均匀性、完整性是衡量镀层质量的关键指标，特别是阴极镀层的防护性能随厚度增加而提高。如果厚度不均匀，最薄处会首先被破坏，导致整个镀层失去保护作用。若镀层孔隙率较高，氧气等腐蚀性气体会通过孔隙腐蚀铜基体。 镀层的孔隙率较多，氧气等腐蚀性的气体会通过孔隙进入腐蚀铜基体 5.有机物污染 金鉴还指出，因为电镀过程中会用到各种含有机物的药水，镀银层如果如果清洗不彻底或选用质量差、变质的药水，残留有机物在光源点亮时，会在光、热和电的作用下发生氧化还原反应，引起镀银层表面变色。 6.水口料 塑料材质是LED支架导热的关键因素，金鉴实验室发现如果

希望这个贴子能帮助到新生代的电子工程师，在设计使用LED指示灯时，应该更能清楚不同的材料应用在不同的产品上面，不要用错产品，以免用错材料导致设计失败。做一颗能点亮的灯不难，难的是做一颗质量稳定的灯，光效，光衰，色飘移，可靠性测试，信赖性测试，使用寿命，能不能过双85测试。

其实我们这些老老实实的做产品，做品质的厂家才是受害者。国外哪些成熟市场也对我们国家的一些产品也有很深的抵触，其实不是人家傻而是我们卷得人家的产业没法生存了。我们国家这种乱象应该到了某个时候还是会回到正常，不正常的便宜就是伪劣 假冒产品的冲击。这种乱象如果是在日本 欧美等发达市场早就被惩罚，杜绝了。

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希望这个贴子能帮助到新生代的电子工程师，在设计使用LED指示灯时，应该更能清楚不同的材料应用在不同的产品上面，不要用错产品，以免用错材料导致设计失败。做一颗能点亮的LED不难，难的是做一颗能点亮品质稳定，信赖性好的灯不容易。

做一颗会亮的灯很容易，做一颗很稳定的灯不容易

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做一颗能点亮的灯不难，难的是做一颗质量稳定的灯，光效，光衰，色飘移，可靠性测试，信赖性测试，使用寿命，能不能过双85测试。