LED发黑问题

LED点亮老化后光衰问题
一、问题介绍
如下图，LED（2835）点亮老化后，光衰严重，通过直接观察灯的内部有发黑现象。

二、可能造成的原因及实验验证
造成此现象的原因可能有银面和硅胶两个大方面的推测。

1、因硅胶气密性不好导致银层硫化发黑，通过做红墨水渗透实验检查硅胶封装气密性。

结果显示：硅胶封装气密性良好，无任何渗透现象。

2、贴片时助焊添加剂和封装时烘烤不完全也可能造成银层硫化，通过蓝药水溶胶实验检查银面情况。

结果显示：观察银面并没有发黑。

3、对溶胶后的银面做SEM&EDX元素分析验证银面元素正常。

Element k-ratio ZAF Atom%Element Wt%Err.No.of
(calc.)Wt%(1-Sigma)Cations
C-K0.0390 1.17627.71 4.58+/-0.2484.034
Si-K0.0057 1.173 1.730.67+/-0.12 5.250
Ag-L0.9030 1.03062.6493.01+/-1.92189.975
O-K0.0030 5.8457.91 1.74+/-0.61---
Total100.00100.00279.260
结果显示：C和Si含量较高，Si主要因为硅胶的存在，C就主要是有机物或者硅胶里面一些杂质的碳化物。

并无S元素的存在。

三、实验结论
综上几点，可以排除银面硫化造成发黑，故可以确定此发黑现象主要来自于硅胶。

对于硅胶内发黑的原因又有以下几种推测：
1、LED的封装硅胶一般是AB双剂，硅胶的本身的性能是比较稳定的，在LED正常工作温度下是不会发生任何变化的。

另外在混合胶水过程中为了更好的把芯片发出的光透过和匀散，一般会加扩散粉，扩散粉主要为SiO2,纯净的SiO2也不会发生化学反应，如果不是纯净的SiO2的情况下，其他的成分在高温下发生碳化反应，产生的碳化物为黑色。

2、荧光粉在受潮的情况下，与硅胶混合后做成成品是不会有什么问题，但是一经过点亮的高温会使荧光粉加速老化，造成变色。

3、在封装的时候，支架上的清洗不干净，可能残留的有机物等杂质与封装时候的硅胶相连，在点亮高温过程中造成的碳化也可能是发黑的原因。

另外造成光衰的主要来源就以下几点：
1、荧光粉在较高温度下的性能衰退，据资料荧光粉在80℃时，激发效率降低2%，而且温度越高荧光粉的性能衰退越大。

2、封装支架导热散热不良也是光衰的主要原因，现在大部分支架都为节约成本采用的铁材支架，而铁材的导热性能只有铜材的1/10，所以导致LED在工作时的温度居高不下。

造成的热阻及各项性能的衰退。

3、蓝光芯片本身的衰退，同样的封装情况下，红光消耗的功率是蓝光的1.8倍而且性能没有变化，黄光和绿光就更优。

现在一般芯片衬底都是蓝宝石衬底，主要就是外延部分材料的差异，蓝光的外延材料耐热性能较差。

4、固晶胶、封装胶、金线也是可能造成光衰，固晶胶的银浆胶优于树脂胶，金线的粗细以及是否是金线固晶。

5、封装工艺也会造成光衰，主要是固晶和焊线，固晶的胶太厚、气泡、杂质虚粘；焊线时候的虚焊造成的电阻额外产生的热量。

6、使用不当造成的光衰，不恰当的供电、使用环境的散热条件等。

7、紫外的照射对封装材料的影响造成光衰。

强紫外照射时候封装硅胶会发黄。