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从剖解LED看中日封装之差距

上传人:Tom(整理)

上传时间: 2011-09-27

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  通过解剖了日亚的1W 级 5050 型LED,可以看到国产、台资产的 LED 与日本产品的差距。这些差距正是体现了LED产品在可靠性方面的问题。比如,为什么 LED 放置一段时间会有开路的?为什么焊接后会有开路?为什么焊接后会闪烁?为什么使用一段时间会闪烁或开路?为什么有的LED不亮,用手压了会亮?等等。下面来具体看看解剖的状况和分析。


图 1 是对日亚183 型LED的解剖


图 2 是解剖后通电点亮的情形

  从图 1 可以看到,芯片周围的胶体基本去除,基本露出了金线。限于工具,没有继续去胶。之后通电点亮,见图 2。中间的芯片被镊子不小心碰到,所有不亮了。读者可能会说来,这样的解剖算什么,谁都会做,拿个LED来就能做。真要是这么回事,我写此文就真是自作多情了。接着我来讲讲这种解剖的意义和国产LED的现状。

  从解剖过程中,用针或镊子划胶、挑胶时,可以看到金线被拉动。但是,直到胶体被去除的差不多时,见照片 1 的状况,金线没有断,焊点也没有拉脱。点亮的目的就是检查焊点是否有脱开。又拿一个一只日亚 083 型的LED,去胶后,用镊子推芯片,试图将芯片从底座上推掉。费了很大的力气,芯片破碎了,仍有一小部分粘在底座上。见图 3。将掉下的部分芯片翻过来,可以看到,底面有一层非常薄的金属层。但是这些绝不是银胶粘结芯片,因为芯片的边缘一圈是没有这些物质的。这应该是共晶焊。


  好了,解剖观察结束了。现在来看问题了。

  是不是谁家的 LED 都能接受这样的解剖——去除胶体后不断线、焊点不脱焊、芯片不脱离底座?

  答案是否定的。解剖了几家国产的贴片 LED,往往在去除胶体时,金线就脱焊或焊球颈部断了,还有的胶体连同芯片一同掉下来,参看图4。从图4可以看到,芯片底部有些花纹状,那就是涂有粘结胶的地方,而没有花纹的地方就没有胶。可以看到有 50%以上的面积没有胶,如何能粘牢?这样的产品有什么可靠性?温度有变化,内应力就很容易使芯片和底座脱离开,而金线的焊点很容易被胶体带脱,同样的道理,温度变化引起的应力就很容易将焊点拉开。图 4 就是在 280 度的烙铁烫 10 秒钟后开路的 LED,解剖后测芯片则还是好的。

  通过解剖LED,就各种现象,可以看到国产的 LED 和日亚的 LED 之间的差距。首先,日亚的芯片采用共晶焊,增加了芯片粘结的强度,降低了热阻。同时这背面的金属又起反光的作用。其次,日亚的封装工艺控制的非常好,无论第一焊点,还是第二焊点,焊接都非常牢固。仔细观察了一下第二焊点,焊接拐点的形状掌控的非常好,不易折断。限于本人所用的显微镜倍数及相机质量,没能拍到让大家看清晰的照片。

  通过这样解剖LED,明显可以看到一些大陆及台湾产的LED在可靠性方面差的原因。封装工艺的水平相差还是很大的。

  一个简单的方法可以初步检查LED的封装工艺是否良好——用烙铁烫LED的负极。具体操作如下: 用温度计接触烙铁头,调节烙铁的头的温度,稳定在 280 度~300 度。烙铁头上略带些锡,然后接触LED 的负极端。注意不要触及LED的壳体。从触及时开始计时。

  凡是不能承受 1 分钟以上的LED,其品质就一定有问题。这些年我对多家的产品做这样的测试,都证明了这一点,能耐受这样考验的,解剖时其焊线和芯片粘结都较好,而不能耐受这样考验的,解剖时焊锡是脱开的,轻拉胶体就会将芯片带离底座。

  不过,烫的时间不能太长,否则会造成封装胶壳烫坏,应力过大而造成损坏。

  有不少人对这种方法提出质疑,我的解释时,280~300 度短时间的灼烫 LED 的负极金属,不会对LED造成损坏。这在实践中已得到证实——灼烫前后的光电性能基本没什么改变。这实际就是温度加速试验。我选的试验温度范围并不是破坏性的,当然这是对工艺技术良好生产的LED而言。对于那些不 能通过试验的,不宜做为正品使用。

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