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汽车昼行灯出光异常失效分析

2016-09-12  

章锐华,王君兆

(深圳市美信检测技术股份有限公司,深圳宝安,518108)

 

【摘要】针对汽车昼行灯出光异常的现象,本文通过通电测试复现了客户描述的LED灯珠弱亮现象,反向漏电测试结果说明LED弱亮由漏电引起,通过切片研磨的方式去除PCB后的漏电测试结果说明漏电来自于LED灯珠内部,进一步的开封、显微红外定位和SEM观察发现LED芯片存在明显的裂纹,验证实验在一定程度上说明芯片产生裂纹的原因为其耐热焊接性能较弱。

 

【关键词】LED漏电,裂纹,热应力,耐焊接热

 

1、案件背景介绍

客户反馈其所生产昼行灯的光源模块(图1左)在生产测试阶段出现出光异常现象,该模块由控制电路和5颗串联的LED灯珠构成(图1右)。失效现象表现为低电流(300μA)驱动LED灯珠时,个别灯珠出现弱亮,失效比例约1%。

 

失效分析 失效分析
图1 失效样品和电气原理图

 

2、测试分析概述

对样品的外观检查和X-Ray透视均未发现明显异常;通电测试、反向漏电测试的结果说明LED弱亮的原因为漏电;去除PCB板前后的反向漏电测试结果基本无差异,说明漏电与PCB状况无关;红外热像定位了漏电位置,与芯片开封后的裂纹位置对应。

 

LED芯片的应力主要来自于三方面:机械应力、过电应力和热应力。外观检查未发现灯珠表面及附近有机械应损伤,且灯珠开封后,芯片裂纹附近也未见明显的机械损伤;开封检查中LED灯珠内部结构清晰,未发现任何过电烧毁迹象。因此,热应力导致裂纹出现的可能性较大。

 

根据标准GBT2423.28-2005《电工电子产品环境试验 第2部分:试验 试验T:锡焊》中规定的试验方法1A,对客户提供的未使用过的灯珠进行耐焊接热测试,测试结果显示:被测22颗灯珠中有4颗芯片边缘出现了裂纹(图8),实验结果说明该款灯珠的耐焊接热性能较差,这是导致本案失效现象的根本原因。

 

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图2 外观检查和X-Ray透视
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图3 通电测试和反向漏电测试
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图4 光参数测量
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图5 去除PCB板后的漏电测试
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图6 开封照片
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图7 Thermal EMMI热点图与裂纹SEM照片

 

3、结论

本案的失效现象为光源模组中个别LED灯珠弱亮,失效机理为LED芯片出现裂纹导致漏电,失效产生的根本原因为灯珠的耐焊接热性能不良。

 

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