LED 灯珠失效变色的原因

LED 灯珠
    LED 产品的可靠性日益受到了制造厂商及使用者的关注。而作为产品基本构成单元的LED灯珠， 其质量的好坏直接影响着LED 成品的可靠性， 在实际应用中就常常发生因LED 灯珠的失效导致成品出现功能异常甚至完全失效的情况。近年来， 因灯珠变色导致成品出现色温漂移、流明降低和出光效果变差等一系列可靠性问题的案例日益增多， 使众多的LED 产品生产厂家及用户遭受了严重的经济损失。




LED 灯珠
一、封装胶原因
（1）封装胶中残留外来异物






    失效灯珠的外观呈现局部变色发黑。揭开封装胶， 发现有一个黑色异物夹杂在封装胶内， 用扫描电镜及能谱仪（SEM&EDS） 对异物进行成分分析［5-6］， 确认其主成分为铝（Al）、碳（C）、氧（O） 元素， 还含有少量的杂质元素。结合用户反馈的失效背景可知， 该异物是在封装过程中引入的。


（2）封装胶受化学物质侵蚀发生胶体变色
    失效品为玻璃光管灯， 内部的LED 灯带使用单组份室温固化硅橡胶粘结固定在玻璃管上， 固胶部位灯带上的LED灯珠出现发黄变暗现象。失效灯珠封装胶的材质为硅橡胶， 使用SEM&EDS 测试封装胶的元素成分， 发现其比正常灯珠封装胶成分多检出了硫（S） 元素。




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二、荧光粉沉降


    灯珠装配成LED 灯具后在仓库储存时， 发生了色温漂移失效， 失效LED 灯珠的封装胶由橙色变为浅黄色， 对其进行I-V 特性测试， 发现灯珠可以正常点亮， 且I-V 曲线正常， 只是出光亮度发生改变。取一些失效灯珠， 以机械开封方式取出封装胶， 发现支架表面均残留有透明颗粒物， 使用SEM&EDS 测试颗粒物成分， 结果显示其含有高含量的锶（Sr） 元素。




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    与之相比， 良品灯珠开封后， 支架表面较干净， 表面主成分为银（Ag）和少量的碳（C） 元素， 未检出锶（Sr） 元素， 且在其封装胶与支架的接触面上也未检出锶（Sr） 和钡（Ba） 元素。通过测试失效品和良品灯珠封装胶的截面成分得知， 二者所用的荧光粉的成分相同， 均为钇铝石榴石（ 主要成分为氧（O） 、铝（Al） 和钇（Y） ） 与硅酸锶钡（ 主要成分为碳（C）、氧（O）、硅（Si）、锶（Sr）、钡（Ba） 和钙（Ca）） 混合荧光粉。




LED 灯珠
因此， LED 灯珠的失效原因为所使用的硅酸盐荧光粉沉降到了封装胶底部及支架表层， 致使因光折射规律不一致而发生色散现象， 导致色温漂移， 同时发生灯珠变色现象。