led主要失效模式综述
LED失效模式与典型案例
LED失效模式与典型案例LED（Light Emitting Diode）是一种半导体发光装置，具有高亮度、高效率、长寿命等优点，被广泛应用于照明、显示、通讯等领域。
然而，虽然LED具备长寿命的特点，但在长时间使用过程中仍然会出现失效现象。
本文将探讨LED失效的模式以及一些典型案例。
首先，LED的失效模式可以分为两类：逐渐衰减失效和突然失效。
逐渐衰减失效是指LED在使用过程中逐渐失去亮度，最终无法正常发光；突然失效则是指LED在其中一瞬间突然由正常工作状态转变为无法正常工作的状态。
逐渐衰减失效通常是由以下原因引起的：1.光衰：LED的发光亮度会随着使用时间的增加而逐渐降低，这是由于LED辐射出的光会引起材料的退化和老化，从而导致光效降低。
2.色坐标漂移：LED的发光色坐标可能会随着时间的推移而发生变化，这可能是由于发光材料的退化或组装过程中的一些问题引起的。
3.热失效：LED的使用温度是其寿命的重要影响因素，过高的使用温度会导致LED内部材料的退化，从而引起亮度的衰减。
4.电压过高：如果LED在使用过程中电压超过其额定工作电压，会导致器件受损，最终导致亮度衰减或无法正常发光。
突然失效的原因可能包括：1.熔断：在LED发出的光不足以点燃LED的过程中，由于电流过大，LED内部的连接线或引线可能会烧断，导致LED无法正常工作。
2.焊接问题：在LED的制造过程中，如果焊接质量不良，可能会导致电流无法流经LED芯片，从而使LED无法正常发光。
3.电短路：如果LED在使用过程中发生电路短路，会导致大量电流通过LED芯片，使其烧毁。
4.静电击穿：静电会对LED芯片造成损坏，使其无法正常发光。
接下来，我们将介绍一些关于LED失效的典型案例：1.光衰失效：在一些照明应用中，LED的发光亮度在使用一段时间后出现明显衰减，导致照明效果下降。
经调查发现，这是由于LED芯片的热阻过大，使用温度过高，导致LED内部材料退化引起的。
LED失效分析方法
物理分析 确定失效机理
纠正措施
结果验证
失效分析研究中心
LED主要失效模式
失效模式 失效机理
失效原因
开路 方向漏电增大 光学参数退化
键合脱开，芯片粘接 键合工艺不当；芯片粘接工艺不当；水汽渗
不良，银浆开裂、芯 入、腐蚀；封装材料不良；固化条件不当；
片破损
设计应用不当
键合偏移，芯片腐蚀，键合工艺不良；取片、键合压力过大；点胶 芯片裂纹，焊料攀移，不受控；水汽渗入、腐蚀；生产环境不良 静电损伤
二次粒子质谱仪(SIMS)、聚焦离子束(FIB) 显微红外热像仪、光发射显微镜（EMMI）
内部气氛分析仪、红外显微镜（FT-IR）
失效分析研究中心
3.2 切片分析及金相分析步骤
样品切割
样品镶嵌
研磨、抛光 腐蚀
显微镜观察 结果分析
失效分析研究中心
金相组织
焊点切片
失效分析研究中心
焊点切片
PCB通孔切片 失效分析研究中心
3.3 光学显微检查
失效分析研究中心
3.4 表面微观形貌观察及成分分析
表面形貌 断口检查 镀层厚度测量
锡须观察 微观结构观察 表面成分分析
SEM/EDS
失效分析研究中心
表面形貌观察
失效分析研究中心
表面形貌观察及尺寸测量
失效分析研究中心
镀层厚度测试
• 金相切片法 • X射线荧光测厚（对Au/Ni/Cu镀层）
2. 对焊接后未失效样品在260℃下加热20s-30s左右后，观察LED的有机 硅树脂都基本开裂，裂纹形貌同焊接后失效样品的裂纹形貌相同。
裂纹
260℃下加热10-30s后有机硅树脂开裂图片
失效分析研究中心
LED灯失效分析
LED灯失效分析探讨我们平时所见到的LED灯不亮或者亮度不正常的现象，我们有好几种不同的推断。
其一，LED的漏电流过大造成PN结失效，使LED灯点不亮，这种情况一般不会影响其它的LED灯的工作；其二，LED失效的主要原因还有内部连接引线断开，我们从外表根本看不见，造成LED无电流通过而产生失效现象（死灯），这种情况会影响其它的LED灯的正常工作，原因是由于LED灯工作电压低（红黄橙LED工作电压1.8V-2.2V,蓝绿白LED工作电压2.8-3.2V），一般都要用串、并联来联接，来适应不同的工作电压，串联的LED灯越多影响越大，只要其中有一个LED灯内部连线开路，将造成该串联电路的整串LED灯不亮，可见这种情况比第一种情况要严重的多。
LED失效是影响产品质量、可靠性的关健，更关键的是影响企业的名誉。
如何减少和杜绝LED 等失效，提高产品质量和可用性，是封装、应用企业需要解决的关键问题。
下面是对造成死灯的一些原因作一些分析探讨。
1、静电对LED芯片造成损伤，使LED芯片的PN结失效，漏电流增大，变成一个电阻静电是一种危害极大的魔鬼，全世界因为静电损坏的电子元器件数不胜数，造成数亿美元的损失。
为了防止静电损坏电子元器件，是电子行业一项很重要的工作内柔，LED封装、应用的厂家千万不要大意行事。
任何一个细节出问题，都可能造成对LED灯的损害，使得LED失效。
2、LED灯内部连线焊点开路造成失效现象的原因分析一、封装企业生产工艺不完善，来料检验方法落后，是造成LED失效的直接原因一般采用支架排封装的LED方法,支架排是采用铜或铁金属材料经精密模具冲压而成，由于铜材比较贵，成本高了，受市场激烈竟争因素影响，为了降低制造成本，市场大多都采用冷轧低碳钢带来冲压LED支架徘，铁的支架排要经过镀银，镀银有两个作用，一是为了防止氧化生锈，二是方便焊接，支架排的电镀质量非常关键，它关系到LED的寿命，在电镀前的处理应严格按操作规程进行，除锈、除油、磷化等工序应一丝不苟，电镀时要控制好电流，镀银层厚度要控制好，镀层太厚成本高，太薄影响质量。
LED失效分析综述
LED失效分析综述1、前言LED在生产和使用过程中往往受到各种应力和环境因素的影响，达不到预期的寿命或功能，即发生失效现象。
这些应力包括热应力，电应力，装配应力等等，一旦超过了LED的承受能力，就会发生失效。
另外，空气中的硫离子一旦侵入到支架镀银层或银浆，银会很快被硫化，发生化学腐蚀失效。
归纳起来，LED的主要失效模式包括芯片失效、封装失效、热过应力失效、电过应力失效和腐蚀失效等。
对LED的失效分析往往需要先进行电测和无损的物理检测，然后需要借助物理的、化学的分析手段，以确定失效模式和机理，提出纠正措施，防止这种失效模式和失效机理的重复出现。
失效分析是一门新兴发展中的学科，在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。
失效分析对提高LED产品的可靠性具有非常重要的意义。
在产品的研发、生产、使用中都需要引入失效分析工作。
图1 LED的主要失效模式2、LED失效分析技术为防止丢失证据或引入新的失效机理，失效分析应当按一定的程序进行。
失效分析的一般程序为：1. 失效现场数据收集；2. 电测并确定失效模式；3. 失效定位；4. 对失效部位进行物理分析和化学分析；5. 综合分析，确定失效原因，提出纠正措施。
一般来讲，我们把失效分析技术分为非破坏性分析和破坏性分析，非破坏性分析一定在破坏性分析前面完成，以免证据丢失。
非破坏性分析一般包括电性能测试、光学显微镜检查、X‐RAY透视检查、C‐SAM扫描超声波显微镜检查等。
破坏性分析一般包括切片、扫描电镜和能谱SEM&EDS、聚焦离子束FIB、俄歇电子能谱AES等。
下面主要介绍一下常用的分析设备。
2.1 光学显微镜光学显微镜是最简单直接的观察对象的方法。
光学显微镜的放大倍率一般为5~1000倍，但景深不大，不易大倍率观察表面粗糙的样品。
（a）支架变色 （b）金线断裂图2 光学显微镜在LED失效分析中的应用2.2 X‐RAY透视检查X‐RAY是利用X射线对不同密度物质的穿透能力的差异来成像的设备。
LED灯具失效分析及其电路保护措施
LED灯具失效分析及其电路保护措施第一篇：LED灯具失效分析及其电路保护措施LED灯具失效分析及其电路保护措施LED灯具损坏的原因LED灯具失效一是来源于电源和驱动的失效，二是来源于LED器件本身的失效。
通常LED电源和驱动的损坏来自于输入电源的过电冲击(EOS)以及负载端的断路故障。
输入电源的过电冲击往往会造成驱动电路中驱动芯片的损坏，以及电容等被动元件发生击穿损坏。
负载端的短路故障则可能引起驱动电路的过电流驱动，驱动电路有可能发生短路损坏或有短路故障导致的过热损坏。
LED器件本身的失效主要有以下几种情况。
1.瞬态过流事件瞬态过流事件是指流过LED的电流超过该LED技术数据手册中的最大额定电流，这可能是由于大电流直接产生也可能是由高电压间接产生，如瞬态雷击、开关电源的瞬态开关噪声、电网波动等过压事件引起的过流。
这些事件都是瞬态的，持续时间极短，通常我们将其称为尖峰，如“电流尖峰”、“电压尖峰”。
造成瞬态过流事件的情况还包括LED接通电源，或是带电插拔时的瞬态过电流。
对于汽车中的LED照明，ISO7637-2的瞬态抛负载浪涌冲击则是其正常工作的一个重要威胁。
LED遭受过电冲击后的失效模式并非固定，但通常会导致焊接线损坏，如图1所示。
这种损坏通常由极大的瞬态过电流引起。
除了导致焊接线烧断外，还可能导致靠近焊接线的其他部分损坏，例如密封材料。
2.静电放电事件静电放电(ESD)损坏是目前高集成度半导体器件制造、运输和应用中最为常见的一种瞬态过压危害，而LED照明系统则须满足IEC61000-4-2标准的“人体静电放电模式”8kV接触放电，以防止系统在静电放电时有可能导致的过电冲击失效。
LED PN结阵列性能将出现降低或损坏，如图2所示。
ESD事件放电通路导致的LED芯片的内部失效，这种失效可能只是局部功能损坏，严重的话也会导致LED永久损坏。
参考资料：第二篇：LED灯具失效分析及电路保护LED灯具失效分析及电路保护一、LED灯具失效一是来源于电源和驱动的失效，二是来源于LED器件本身的失效。
LED产品老化失效机理分析与探讨
LED产品老化失效机理分析与探讨摘要：在我国快速发展的过程中，本文按照失效分析的流程，对一款失效的LED产品进行分析。
外观检查发现失效LED表面发黑，X－Ｒay探测仪发现LED内部引线断开，SEM电镜检测表明LED芯片外延层烧毁，线径端口烧融的现象，EDS能谱仪成分分析并未发现异常元素，温度测试结果表明LED产品温度超出了LED正常使用的环境温度，热阻分析表明LED芯片结温远高于芯片允许的极限结温，因此LED在老化过程中出现死灯，是由于LED贴片过于密集，热量无法散出，导致芯片结温过高而失效，同时驱动电源输出存在尖峰脉冲，加剧芯片囤积热量，导致失效。
因此优化散热和电源的设计是提高LED可靠性的重要方法。
关键词：LED驱动电源;芯片失效;热阻;可靠性;失效分析引言2017年，全球LED行业市场规模约为6481亿美元，预计2020年中国LED照明的渗透率达到60％－70％，将逐步成为新一代的照明光源。
对使用者来说，LED灯具寿命是所有参数中最重要的一个，理论上，LED灯具的寿命能达到10万小时，但其电光转换效率仅有10%到15%，其余部分则全部变为热量排放，影响其发光性能及缩短了实际寿命。
业界普遍认为只有解决了LED灯具实际寿命远小于理论寿命的问题，才能真正取代传统照明得到大面积推广。
普通条件外推法为最常见的灯具寿命测试方法。
但根据LED的理论寿命，其测试时间将长达十数年，此试验周期长、成本高，并不适用LED灯具。
因此，对LED寿命加速试验模型及其可靠性的研究是非常必要的。
1概述1.1LED失效时期LED器件的失效率可划分为三个时期，即早期失效期，产品使用初期的故障率较高，且具有迅速下降的特点。
使用一段时间后，产品的性能处于平稳状态，这一阶段称为随机失效期。
产品投入使用相当长的时间后，随着老化、疲劳、磨损、腐蚀等耗损性因素的产生，产品将进入耗损失效期，其故障率会随时间迅速上升，并随时会出现报废现象。
LED失效分析方法
和半导体器件一样，发光二极管(LED)早期失效原因分析是可靠性工作的重要部分，是提高LED可靠性的积极主动的方法。
LED失效分析步骤必须遵循先进行非破坏性、可逆、可重复的试验，再做半破坏性、不可重复的试验，最后进行破坏性试验的原则。
采用合适的分析方法，最大限度地防止把被分析器件(DUA)的真正失效因素、迹象丢失或引入新的失效因素，以期得到客观的分析结论。
针对LED所具有的光电性能、树脂实心及透明封装等特点，在LED早期失效分析过程中，已总结出一套行之有效的失效分析新方法。
2 LED失效分析方法2.1 减薄树脂光学透视法在LED失效非破坏性分析技术中，目视检验是使用最方便、所需资源最少的方法，具有适当检验技能的人员无论在任何地方均能实施，所以它是最广泛地用于进行非破坏检验失效LED的方法。
除外观缺陷外，还可以透过封装树脂观察内部情况，对于高聚光效果的封装，由于器件本身光学聚光效果的影响，往往看不清楚，因此在保持电性能未受破坏的条件下，可去除聚光部分，并减薄封装树脂，再进行抛光，这样在显微镜下就很容易观察LED芯片和封装工艺的质量。
诸如树脂中是否存在气泡或杂质;固晶和键合位置是否准确无误;支架、芯片、树脂是否发生色变以及芯片破裂等失效现象，都可以清楚地观察到了。
2.2 半腐蚀解剖法对于LED单灯，其两根引脚是靠树脂固定的，解剖时，如果将器件整体浸入酸液中，强酸腐蚀祛除树脂后，芯片和支架引脚等就完全裸露出来，引脚失去树脂的固定，芯片与引脚的连接受到破坏，这样的解剖方法，只能分析DUA的芯片问题，而难于分析DUA引线连接方面的缺陷。
因此我们采用半腐蚀解剖法，只将LED DUA单灯顶部浸入酸液中，并精确控制腐蚀深度，去除LED DUA单灯顶部的树脂，保留底部树脂，使芯片和支架引脚等完全裸露出来，完好保持引线连接情况，以便对DUA全面分析。
图1所示为半腐蚀解剖前后的φ5LED，可方便进行通电测试、观察和分析等试验。
LED失效分析及解决方案
LED失效分析及解决方案一、高效照明LED产品的市场良好中国是照明产品的生产和消费大国，节能灯、白炽灯产量均居世界首位，2010年白炽灯产量和国内销量分别为38.5亿只和10.7亿只。
据测算，中国照明用电约占全社会用电量的12%左右，如采用高效照明产品替代白炽灯，节电效益明显。
2011年11月7日，国家发改委、商务部、海关总署、国家工商总局、国家质检总局联合印发《关于逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯的公告》，决定从2012年10月1日起至2016年9月30日，按功率大小分阶段逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯。
采用高效照明产品替代白炽灯，推动了高效照明产品的普及应用和全社会照明节电意识的普遍提高，促进了半导体照明技术的快速发展及半导体照明产品的推广应用。
二、LED产品特点作为高效照明的LED产品，作为一种固态的半导体冷光源，有传统光源所不具备的多种优点，总结起来有以下几项：1、高节能相同照明效果下比传统光源可节能60%以上；2、长寿命LED光源是固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，特别是最近出现的LED芯片倒装工艺的，在LED封装时实现了无金线封装，更是增加了其抗机械冲击能力，使用寿命可达5万小时以上，比传统光源寿命长10倍以上；3、利于环保LED是一种绿色光源，环保效益更佳。
光谱中没有紫外线和红外线，热量低和无频闪，无辐射，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，属于典型的绿色照明光源；4、方便组合用于照明的LED单颗功率目前在0.03W－3W之间，可以通过非常简单的合理串联和并联实现任意功率等级的照明产品；5、色彩丰富对于要求有色彩变换的场合，红绿蓝三色的LED可以通过功率的配比实现任意颜色。
相比传统灯具用滤光片的方法要灵活，并且传统灯具在使用滤光片时更会产生大量的光损，而LED只是调节三色的比例，所以LED在节能上更具优势。
三、LED产品失效原因分析常规LED驱动电源的损坏来自于输入电源的过电冲击、负载端的短路故障以及元器件的性能选择不合理造成。
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led主要失效模式综述
LED（发光二极管）作为一种节能环保、发光效率高、应用广泛的光源，被广泛应用于多种场合。
但是，LED也有自己的失效模式。
下面将从以下几个方面来简要介绍LED的主要失效模式：
1.暗化。
由于LED的结构设计，使LED的发光效率和发光过程相关，
如果LED长时间运行，电子发射体的温度会上升，从而活性层的发光
效率下降，使LED发光减弱；
2.单点失效。
LED各部分物理机械结构决定了它最终发光量，在使用过程中可能发生短路、断路、开路、损坏等故障，导致LED部分点发生
单点失效；
3.发光破裂。
由于LED的使用环境或者LED本身结构设计问题，LED发光片很容易发生开裂，导致LED发光片发生破裂，从而影响发光量；
4.元器件失效。
由于LED应用环境比较复杂，特别是在外在环境变化
比较大的情况下，很容易导致LED的元器件发生失效，从而影响LED
的正常使用；
5.热击穿失效。
LED元器件操作时，由于过大的电流，LED结构发生热
击穿，产生热拉龙纹，以及消耗过多的电力，使LED发光减弱或失效。
总之，LED的失效模式主要有暗化、单点失效、发光破裂、元器件失效和热击穿失效等，需要用户从各个方面综合考虑，以便正确地使用LED。