LED 產(chǎn)品的可靠性日益受到了制造廠商及使用者的關注。而作為產(chǎn)品基本構(gòu)成單元的LED 燈珠， 其質(zhì)量的好壞直接影響著LED 成品的可靠性， 在實際應用中就常常發(fā)生因LED 燈珠的失效導致成品出現(xiàn)功能異常甚至完全失效的情況。近年來， 因燈珠變色導致成品出現(xiàn)色溫漂移、流明降低和出光效果變差等一系列可靠性問題的案例日益增多， 使眾多的LED 產(chǎn)品生產(chǎn)廠家及用戶遭受了嚴重的經(jīng)濟損失。

　　本文通過幾個LED 燈珠失效案例， 分析了導致LED 燈珠發(fā)生變色失效的根本原因。

　　封裝膠原因

　　（1）封裝膠中殘留外來異物

　　失效燈珠的外觀呈現(xiàn)局部變色發(fā)黑。揭開封裝膠， 發(fā)現(xiàn)有一個黑色異物夾雜在封裝膠內(nèi)， 用掃描電鏡及能譜儀（SEM&EDS） 對異物進行成分分析［5-6］， 確認其主成分為鋁（Al）、碳（C）、氧（O） 元素， 還含有少量的雜質(zhì)元素， 測試結(jié)果如下圖所示。結(jié)合用戶反饋的失效背景可知， 該異物是在封裝過程中引入的。

　　（2）封裝膠受化學物質(zhì)侵蝕發(fā)生膠體變色

　　失效品為玻璃光管燈， 內(nèi)部的LED 燈帶使用單組份室溫固化硅橡膠粘結(jié)固定在玻璃管上， 固膠部位燈帶上的LED 燈珠出現(xiàn)發(fā)黃變暗現(xiàn)象。失效燈珠封裝膠的材質(zhì)為硅橡膠， 使用SEM&EDS 測試封裝膠的元素成分， 發(fā)現(xiàn)其比正常燈珠封裝膠成分多檢出了硫（S） 元素， 測試結(jié)果如下圖所示。

　　通常硫磺、有機二硫化物和多硫化物等含硫物質(zhì)可以作為硫化劑， 使橡膠發(fā)生硫化交聯(lián)反應， 從而使橡膠的結(jié)構(gòu)改變， 呈現(xiàn)出顏色發(fā)黃變暗、熱分解溫度升高的現(xiàn)象。

　　通過TGA 測試燈珠封裝膠體的熱分解溫度可知， 失效燈珠封裝膠在失重2 %、5%、10 %、15 %和20 %時的溫度均比同批次良品封裝膠相同失重量的溫度高出25 ℃以上， 封裝膠熱分解曲線如下圖所示， 證實了封裝膠因發(fā)生硫化交聯(lián)導致其熱分解溫度升高的現(xiàn)象。使用ICPOES進一步對起固定作用的單組份固化硅橡膠進行化學成分分析， 檢出其中含有約400 ppm 的硫（S） 元素。

　　由此可知， LED 燈珠發(fā)黃變暗的原因為玻璃燈管內(nèi)粘結(jié)固定用的單組份室溫固化硅橡膠在固化過程中揮發(fā)出的含硫（S） 的氣體侵入到了LED 封裝膠中， 使封裝膠發(fā)生了進一步的硫化交聯(lián)反應，而再次硫化交聯(lián)導致封裝膠體變黃變暗。后續(xù)用戶改用未使用單組份固化硅橡膠的塑料燈管則未出現(xiàn)燈珠變色的現(xiàn)象。因此， LED 生產(chǎn)方在產(chǎn)品設計選材和制造時應考慮產(chǎn)品各部件所用不同材料相互間的匹配性， 避免因材料的不兼容而導致后續(xù)出現(xiàn)可靠性問題。