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造成LED灯珠漏电原因及预防措施

发布时间：

2025-06-13 09:07

LED灯珠漏电有的是LED灯珠封装完成后测试时产生的，有的是长时间放置产生的，有的是老化之后产生的，有的是在焊接后产生的。那么哪些问题会使LED灯珠产生漏电呢？

A、应力造成的LED灯珠漏电

      应力是由材料的热胀冷缩而产生。LED灯珠不同的原物料，其热膨胀系数是不同的。在温度反复变化的过程中，各物质不可能恢复到它们最初接触时的状态，互相间会保持有一定的应力。但不一定会有伤害。只有当膨胀系数相差太大、工艺条件不合适时，就可能产生很大的应力。这个应力严重的会压坏芯片，使芯片破损，造成漏电、部分区域裂开而不亮或彻底开路不亮。应力不是很大时，有时也会产生严重的后果。原本在LED灯珠的侧面就存在着悬挂键，应力的原因使得表面原子发生微位移，这些悬挂键的电场更加处于一种不平衡状态，从而造成端面PN结处的能级状态发生改变，造成漏电。
预防和解决应力造成的LED灯珠漏电的方法
‌控制温度变化‌：在生产过程中，尽量减少温度的剧烈变化，保持稳定的温度环境。
‌优化工艺条件‌：调整工艺条件，确保各材料在温度变化时能够协调膨胀和收缩，减少应力的产生。
‌使用合适的材料‌：选择热膨胀系数相近的材料进行组合，减少因热胀冷缩不一致产生的应力。
‌定期检查和维护‌：定期检查LED灯珠的状态，及时发现并处理因应力造成的损坏或漏电问题。

B、使用不当造成LED灯珠漏电

     这种情况很少发生。当较高的反向电压施加给LED灯珠，可能会损坏PN结，造成漏电。
      焊接不当‌：焊接过程中操作不当或焊接质量不佳也可能导致LED灯珠漏电‌
     静电问题‌：静电放电是LED灯珠漏电的一个常见原因，尤其是在没有采取适当的防静电措施的情况下‌

 


预防措施和解决方法‌：

‌防静电措施‌：在生产和使用过程中，应采取防静电措施，如穿戴防静电服和静电帽，减少静电的产生和影响‌

‌正确使用和存储‌：避免在潮湿环境中使用LED灯珠，存储时应使用防潮包装，防止因环境湿度高导致的漏电问题‌

C、工艺不当，使得芯片开裂

     LED灯珠芯片底部胶体不均匀，或焊盘下面有空洞，打线时可能损伤芯片产生漏电或失效。 焊线机调整不当，打伤芯片，产生漏电或失效。
预防措施包括‌：

‌严格遵守芯片操作规程‌，提高生产自动化水平以减少人为失误；采用适当的焊接温度曲线并优化焊接工艺，降低热冲击对芯片的影响‌

‌建立完整的静电防护体系‌，包括佩戴防静电手环、使用防静电工作台和工具，确保所有接触芯片的操作都在接地良好的环境中进行‌

‌增强系统级保护设计‌，比如加入稳压器、瞬态电压抑制器(TVS)、限流电路等保护元件，同时在应用设计中考虑合理的余量以应对极端情况‌
。
‌合理设计散热系统‌，确保芯片工作在安全的工作温度范围内；选择适合工作条件的封装形式，提升散热效率；定期维护设备，监控并调整工作负载，避免长时间满负荷运行‌

D、静电问题
ED灯珠静电问题造成漏电的主要原因‌是由于环境中存在的静电通过静电感应或直接转移等方式，在LED芯片的PN结两端积聚静电电荷，形成静电电压。当这个电压超过LED的最大承受值时，静电电荷会在极短的时间内放电，产生高温，导致LED芯片内部的导电层和PN结发光层局部熔融成小孔，从而造成LED漏电、变暗、死灯、短路等现象‌


‌静电对LED灯珠的具体危害‌包括：

‌漏电‌：静电放电会导致LED芯片内部的局部熔融，形成小孔，导致漏电现象。
‌变暗和死灯‌：严重的静电损伤会使LED灯珠变暗甚至完全不亮（死灯）。
‌短路‌：静电放电产生的热量可能导致LED内部电路短路‌

‌预防和解决LED灯珠静电问题的措施‌包括：

‌使用无尘车间‌：保持生产环境的清洁，避免灰尘和杂质污染LED芯片。
‌穿戴静电防护装备‌：操作人员应穿戴防静电服和静电帽，减少静电的产生和积累。
‌控制生产环境的湿度‌：保持适当的湿度可以减少静电的产生。
‌使用防静电材料‌：在生产和运输过程中使用防静电材料和工具，减少静电对LED灯珠的损害‌


E、 银胶过高造成漏电和打线偏焊造成漏电

      银胶过高和打线偏焊造成漏电,在LED灯珠封装行业中，常识性的问题。
防和解决措施
‌控制银胶用量‌：在封装过程中严格控制银胶的用量，避免过多填充。
‌调整焊线机‌：确保焊线机调整到最佳状态，避免打线偏焊。
‌优化焊接工艺‌：改进焊接工艺，确保焊点牢固可靠。
‌提高洁净度‌：保持生产环境的洁净度，避免灰尘和杂质对芯片的影响‌

F、芯片受到沾污引起漏电

      芯片受到沾污而引起漏电是一个非常值得重视的问题：LED芯片是非常小的，灰尘等易对它产生遮蔽作用，重要的是灰尘、水汽、各种杂质离子会附着与芯片表面，不仅会在表面对LED灯珠芯片内部产生作用，还会扩散进入LED灯珠芯片内部产生作用。比如，铜离子、钠离子都很容易扩散进入半导体材料中，非常微小的数量就可以使半导体器件的性能严重恶化。
防止芯片沾污的具体措施‌包括：

‌洁净厂房‌：半导体器件的制造通常要求有净化等级非常高的洁净厂房。大多数LED封装厂的洁净度达不到要求，这会导致芯片沾污，从而引起漏电‌

‌工作人员防护‌：工作人员在芯片暴露空气中的工序中必须穿净化工作服、戴工作帽和口罩，并且不能涂化妆品。这些措施可以有效减少芯片沾污的可能性‌

‌侧面钝化保护‌：一些芯片在制造过程中会在侧面做钝化保护，以防止沾污。然而，即使采用了钝化保护，如果封装厂的洁净度不够，仍然会由于沾污造成漏电现象‌

   还一个漏电情况，LED灯珠封装在一个壳体中，LED灯珠周围灌软胶以防水，可是从LED灯珠的引线上测到有漏电问题，将LED灯珠周围的灌封胶去除后，漏电消失。这其实不是LED灯珠漏电，而是灌封胶有问题。

海隆兴光电,led灯珠,LED封装

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海隆兴ＬＥＤ光源，摄影灯珠规格型号一览表

圆头led灯珠参数

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LED灯珠光谱

LED灯珠又称发光二极管。使用范围广泛，其发光颜色有红光、翠绿光、黄绿光、黄光、紫光、蓝光、白光、橙光。以上是属于单色光。又可做成双色，三色。 那么对于它的可见光的光谱范围又是多少。可见光光谱的波长范围为380nm～760nm，是人眼可感受到的七色光——红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，但这七种颜色的光都各自是一种单色光。例如LED发的红光的峰值波长为565nm。 在可见光的光谱中是没有白色光的，因为白光不是单色光，而是由多种单色光合成的复合光，正如太阳光是由七种单色光合成的白色光，而彩色电视机中的白色光也是由三基色红、绿、蓝合成。由此可见，要使LED发出白光，它的光谱特性应包括整个可见的光谱范围。但要制造这种性能的LED，工艺条件下是不可能的。 根据人们对可见光的研究，人眼睛所能见的白光，至少需两种光的混合，即二波长发光(蓝色光+黄色光)或三波长发光(蓝色光+绿色光+红色光)的模式。 上述两种模式的白光，都需要蓝色光，所以摄取蓝色光已成为制造白光的关键技术，即当前各大LED制造公司追逐的“蓝光技术”。国际上掌握“蓝光技术”的厂商仅有少数几家，所以白光LED的推广应用，尤其是高亮度白光LED在我国的推广还有一个过程。

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2023.11.15

LED灯珠常见类型及应用领域

LED光源的种类很多，不同的LED灯，内部结构所用的灯珠也会有细微差别。今天，小编为大家全面、系统地科普一下LED灯珠的常见类型，供大家参考使用。 1引脚插入型（DIP） 这种LED灯珠是结构最简单的发光二极管，因为灯珠下面有两根形似“脚”的细丝，可以直接穿接在电路板上，所以称之为引脚插入式的灯珠。     使用特点： 它的安全性好、性能稳定，在低电压的情况下就可以发光，并且低损耗、效能高、寿命长，还可以进行多色彩调光。   常见形状： 这种灯珠可以有各种不同的形状，像圆形、椭圆形、方形、甚至是异形等。虽然粗略地看上去，形状、大小都没有太大的区别，但是不同形状灯珠的横截面是不一样的。     发光类型： 如果你仔细地去观察不同灯珠，会发现有些灯珠“引脚”的数量是不同的，这些“引脚”可以使发光二极管产生不同颜色的光。     应用领域： 在照明领域里，几乎不使用引脚插入式灯珠;一般多用做车灯、指示灯、显示屏等。   2小功率表面贴装型（SMD） 这种灯珠光源是将发光二极管焊接在电路板表面，而不是穿过电路板。它的体积小，有的甚至比引脚插入式的灯珠还小上许多。   常见型号： 这类灯珠的型号有很多，最常用的有2835（PCT）、4014、3528、3014等，每个型号数字的前两位表示宽“x.x毫米”，后两位则表示长“x.x毫米”。比如2835代表宽2.8毫米、长3.5毫米。 表面涂有黄色荧光粉的灯珠，发出白光   应用领域： 这类小功率表贴灯珠的使用范围非常广泛，由于它体积很小，随便贴哪儿都可以使用，所以各种LED灯内都可以贴上它，并且数量可以根据需求调整更改。     3大功率表面贴装型 第三种灯珠也是表贴型，它与小功率表贴在本质上很类似，只不过大功率、体积都大一点;在细微结构上，多了一个透镜，可以将光线更好地汇聚在一起。     常见类型： 大功率表贴灯珠的类型也有很多种：     这里告诉大家一个小窍门：如果灯珠表面颜色偏黄，一般是低色温;如果表面颜色偏绿，一般是高色温;如果没有荧光粉、灯珠呈无色透明，一般是彩光的。   应用领域： 这种灯珠一般会套上透镜后使用（方便光线汇聚或分散），常做成射灯、投光灯。     4集成封装型（COB） 最后一类是集成封装型灯珠，它是将很多灯珠芯片封装在同一块板上，大小与5毛钱硬币的直径一致。     常见形状： 一般有圆形、长条形和方形，长条形集成板常用做台灯。     应用领域： 集成封装型LED灯逐渐应用地越来越多，在室内照明和户外照明均有使用。  

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2023.11.15

LED灯珠变色？这6个原因值得注意

LED 即为发光二极管，是一种将电能转化为光能的半导体固体发光器件，其核心是 PN 结，它除了具有一般 PN 结的正向导通、反向截止和击穿特性外，在一定条件下，它还具有发光特性 。其结构主要包含以下几个部分：引线、支架、封装胶、键合丝、LED 芯片、固晶胶和荧光粉。LED 灯珠变色失效与其材料、结构、封装工艺和使用条件密切相关，以下将通过具体的案例来对其变色原因进行分析。     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，如图 2 所 示。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，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，测试结果如图 3 所示。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。 通常硫磺、有机二硫化物和多硫化物等含硫物质可以作为硫化剂，使橡胶发生硫化交联反应，从而使橡胶的结构改变，呈现出颜色发黄变暗、热分解温度升高的现象。通过 TGA 测试灯珠封装胶体的热分解温度可知，失效灯珠封装胶在失重 2%、5%、10%、15%和 20%时的温度均比同批次良品封装胶相同失重量的温度高出 25 ℃以上，封装胶热分解曲线如图 5 所示，证实了封装胶因发生硫化交联导致其热分解温度升高的现象。使用 ICPOES 进一步对起固定作用的单组份固化硅橡胶进行化学成分分析，检出其中含有约 400ppm 的硫（S）元素。 由此可知，LED 灯珠发黄变暗的原因为玻璃灯管内粘结固定用的单组份室温固化硅橡胶在固化过程中挥发出的含硫（S）的气体侵入到了 LED 封装胶中，使封装胶发生了进一步的硫化交联反应， 而再次硫化交联导致封装胶体变黄变暗。后续用户改用未使用单组份固化硅橡胶的塑料灯管则未出现灯珠变色的现象。因此，LED 生产方在产品设计选材和制造时应考虑产品各部件所用不同材料相互间的匹配性，避免因材料的不兼容而导致后续出现可靠性问题。     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，如图 6 所示；而封装胶与支架接触面也检出了高含量的锶（Sr）元素和钡（Ba）元素。 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。 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。     支架原因  1  异物污染支架  失效灯珠一侧变色，揭开封装胶后可以看到变色部位的支架的表面覆盖了一层异物，对异物进行元素成分测试，显示其主成分为锡 （Sn） 、铅（Pb）元素，测得的结果如图 8 所示。揭开灯珠变色部位外围的白色塑胶，在与白色塑胶接触的支架 表面也检出了锡 （Sn）、 铅 （Pb） 成分。由于异物覆盖部位的支架与灯珠一侧的引脚相连，而引脚采用锡铅焊接。 显而易见，如果灯珠在进行表面贴装时，引脚沾附了多余的锡膏，则在焊接时，熔化的焊料会沿着引脚爬升至与之相连的支架表面，形成覆盖层。因此，此案例中 LED 灯珠失效的原因是LED灯珠在进行组装焊接时，引脚焊接部位的焊料进入了支架表面，形成了覆盖物，从而导致了灯珠变色。  2  支架腐蚀  失效 LED 灯珠的中间部位变色发黑，开封后将其放在光学显微镜下观察，发现整个支架的表面明显地变黑，使用 SEM&EDS 测试发黑支架的成 分，结果显示，除了正常的材质成分外，发黑支架中还具有较高含量的腐蚀性硫 （S）元素，而支架表面镀银层局部也呈现出疏松的腐蚀形貌，如图 9 所示。通常 LED 灯珠在生产过程中，由于材料自身不纯或工艺过程污染等原因引入硫（S）、氯 （Cl）等腐蚀性元素时，在一定条件下（如高温、水汽残留等），其金属支架极易发生腐蚀，导致灯珠出现变色、漏电等失效现象。  3  支架镀层质量差  LED 灯珠点亮老化后出现变色发黑现象，且失效率高达30%。去掉灯珠表面的封装胶后，发现支架表层银镀层失去原有的光亮，呈现灰色。使用SEM 观察支架表层微观形貌，发现与未装配的半成品支架相比，LED 失效灯珠的支架表面银层疏松且有较多的孔洞。 将半成品支架和失效 LED 制作成切片， 观察其截面镀层质量，发现支架镀层结构为铜镀镍再镀银，与半成品相比，失效品支架的镍镀层变薄，表层银层变得疏松，且镍银镀层界限变得模糊， 样品的支架截面形貌如图 10 所示。使用 AES 测试失效 LED 支架浅表层成分，发现其中会有镍（Ni）元素， 测试结果如图 11b 所示，很显然，镍镀层扩散至了银层表面。 由此得出，LED 灯珠变色的原因为所用的支架镀层不良， 老化后银层疏松产生孔洞、镍层经过银层孔洞扩散到银层表面，导致银层发黑，灯珠变色。 在众多的 LED 变色失效案例中，因支架变色或腐蚀导致的失效所占的比例是最高的。因 此，LED 或支架生产方应采取一些措施来预防产品失效。例如：选择质量良好的、耐蚀的支架基材；采取适宜的电镀工艺条件，保证形成晶粒细腻、结构致密的镀层，镀层厚度均匀并达到防护要求；对于表层镀层为银的支架，选取有效的银保护工艺，提高银支架的防变色能力；在 LED 生产装配的过程中，则应防止外来的污染或腐蚀性物质的引入，确保LED 封装严密，以降低因环境中的水汽和氧气等的侵入而引发各种腐蚀的可能性。 以上分析了因封装胶、荧光粉和支架构件异常导致 LED 灯珠变色失效的原因和机理，希望能为业界提供参考和指引，使 LED 生产方在选材及制造过程中采取有效的措施来预防这些失效现象的发生，进一步地提高 LED 成品的可靠性。

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