镀银层氧化造成LED光源发黑的原因有哪些

镀银层氧化造成LED光源发黑的原因有哪些

最近金鉴检测在接触的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，这使我们不得不做出氧化的结论。但EDS能谱分析等纯元素分析检测手段都不易判定氧化，因为存在于空气环境、样品表面吸附以及封装胶等有机物中的氧元素都会干扰检测结果的判定，因此判定氧化发黑的结论需要使用SEM、EDS、显微红外光谱、XPS等专业检测以及光、电、化学、环境老化等一系列可靠性对比实验，结合专业的检测知识及电镀知识进行综合分析。

由镀银层氧化导致发黑的LED光源金鉴总结接触的案例发现镀银层氧化的原因可能有：

1、镀银层过薄市场上现有的LED光源通常选择铜作为引线框架的基体材料。

为防止铜发生氧化，一般支架表面都要电镀上一层银。但铜和银都易氧化并受空气中各种挥发性的硫化物和卤化物等污染物的腐蚀。如果镀银层过薄，在高温条件下，支架易黄变。金鉴检测在进行了很多变色失效案例分析时发现，镀银层的发黄不仅是镀银层本身引起的，而有可能是受银层下的铜层影响。在高温下，铜原子会扩散、渗透到银层表面，使得银层发黄。

铜的可氧化性是铜本身最大的弊病，当铜一旦出现氧化状态，导热和散热性能都会大大的下降。有研究表明，变色使其表面电阻增加约20～80%，电能损耗增大。另外，封装了的LED光源也会因镀银层太薄，附着力不强，导致焊点与支架脱离，从而使LED的稳定性、可靠性大为降低，甚至导致失效产生。

所以，镀银层的厚度至关重要。随着LED产品价格战，电镀企业为了减少成本支出，减薄电镀支架功能区的镀银层。镀银层的厚度，从最初的120迈，到目前的主流40-60迈，甚至最低不管控银厚8迈。因此我们会经常发现因镀银层过薄造成LED腐蚀发黑的现象。

2、电镀质量不佳镀层质量的优劣主要决定于金属沉积层的结晶组织。

一般来说，结晶组织愈细小，镀层也愈致密、平滑、防护性能也愈高。这种结晶细小的镀层称为“微晶沉积层”。金鉴指出，好的电镀层应该镀层结晶细致、平滑、均匀、连续，不允许有污染物、化学物残留、斑点、黑点、烧焦、粗糙、针孔、麻点、裂纹、分层、起泡、起皮起皱、镀层剥落、发黄、晶状镀层、局部无镀层等缺陷。在电镀生产实践中，金属镀层的厚度及镀层的均匀性和完整性是检查镀层质量的重要指标之一，因为镀层的防护性能、孔隙率等都与镀层厚度有直接关系。特变是阴极镀层，随着厚度的增加，镀层的防护性能也随之提高。如果镀层的厚度不均匀，往往其最薄的地方首先被破坏，其余部位镀层再厚也会失去保护作用。

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。铜基体金属的表面状态，其清洁程度和粗糙度对镀银覆盖能力也有较大的影响。金属在基体的不洁净部位沉积比洁净部位要困难，甚至可能

完全没有镀层。铜基体的不洁净通常指表面有锈、钝化膜、油污或者表面活性剂的污染等。铜基体金属的表面粗糙时，其真实的面积比表观面积大得多，致使真实电流密度比表观电流密度小得多。如果某部位的实际电流密度太小，达不到金属的析出电势，那么在该处有没有金属沉积。

粗糙的镀银层表面容易使电镀溶液渗入孔隙内，往往在经过一定时间以后，出现黑色的斑点，这种现象在电镀术语上，称为泛点或渗点。产生渗点的原因是由于零件浸入电镀槽时，电镀溶液渗入零件的孔隙内，这样，当电镀完毕并经过一定的时间以后，藏于孔隙内的电镀溶液会往外流渗出，并与镀层金属作用，结果生成斑点状的腐蚀产物。镀银层表面粗糙多孔，更易凝聚水分和进入腐蚀性介质而引起镀银层变色。镀银层表面空隙的存在，从物体表面能级这一角度讲无疑说明其镀层的“比表面”(实际表面与单位面积之比)是比较大的，进而使其表面能级产生较大的能级梯度。

由于不同能级的金属具有不同的电位，必然存在腐蚀微电池。表面状态不佳的镀银层与光亮平滑的镀银层或者纯银表面相比更易变色，就是因为在晶格有缺陷的地方要比晶格完整的区域更有利于变色膜的成核和生长。这就是从宏观角度看银镀层容易产生腐蚀(变色)的原因之一。而且由于镀银层表面不如纯银表面的晶格致密，使得镀银层比纯银更易吸附大气中的氧、水蒸气、硫等杂质，从而导致了镀银层比纯银表面更易变色。

3.有机物污染

鉴定还指出，因为电镀过程中会用到各种含有机物的药水，镀银层如果清洗不干净或者选用质量较差以及变质的药水，这些残留的有机物一旦在光源点亮的环境中，在光、热和电的作用下，有机物则可能发生氧化还原等化学反应导致镀银层表面变色。