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LED封装灯具及半导体化合物
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大功率白光死灯不良分析报告 发布时间:2014-02-18

A. 基本资料:
1. 不良样品:大功率白光成品。
2. 反馈不良样品数量:114pcs 。
3. 客户名称


B. 异常内容:
经对反馈异常样品测试,共114pcs样品中不良情况如下:
1.测试VF和IR正常88pcs,可正常点亮。取其中5pcs正常品、和1pcs去掉透镜,再使用350mA常温条件老化48小时,均未出现死灯不良现象,各项参数正常。
2.开路死灯26pcs

C. 原因分析/调查结果:
1. 针对开路死灯原因分析:
随机取6pcs死灯样品进行拆解分析,发现其中4pcs存在金线的C点处出现断线造成死灯;
另2pcs在D点处断线造成死灯。
附:焊线过程线弧各位置的定义如下图:


 
焊线不良分析

图1:焊线不良图


A点:晶片电极与金球结合处;

B点:金球与金线结合处即球颈处;
C点:焊线线弧所在范围;
D点:支架二焊焊点与金线结合处;
E点:支架二焊焊点与支架阳极结合处;


2. 从断点死灯的情况来看,造成断线的一般原因有:

2.1. 针对C点断线:
2.1.1、金线本身延伸力不足;这点不用多说,拉力测试可以检测出是否达到金线规格书所标称的拉力值;金线本身延伸力不足也是与加工表面光滑度有关,好比“封口胶带”;边缘不破损时可抗很强的拉力,倘若边缘破损,则稍微用力即可拉断,道理相似。
2.1.2、瓷嘴污染、磨损造成金线内伤断线、人工修线弧造成金线刮伤;情形与2.1.1.相似。
如下图2示意图。
2.1.3、外力过大/胶水内应力拉扯断线;针对外力过大拉断金线,后面3.2做详细分析。

 受损金线图(扫描电镜SEM)


受损金线图(扫描电镜SEM)


图2:受损金线图,这部分主要是瓷嘴质量问题,使用超过寿命所致;瓷嘴寿命不能以固定“实际打线产量”为准,而是结合焊线效果决定;当不足产量要求时,若已经造成焊线效果不合格(结合高倍率显微镜检验),也应立即更换;另外,人工返工塌线修线不当亦可造成金线刮伤。上图为金线刮痕:(扫描电镜)
 
2.2. 针对D点断线:
2.2.1、焊线参数优化匹配不当:如功率和压力过大等;
焊线参数调整,主要强调检验:A点位置的结合力、B点位置的金球到金线的光滑过渡和D点金线到焊巴的逐渐过渡如图4所示;而焊线参数优化匹配不当如功率和压力过大等均会造成焊巴过扁过薄而抗拉力不足;如下图所示:


  不良二焊焊巴(扫描电镜SEM) 不良二焊焊巴(扫描电镜SEM)


图3 :不良二焊焊巴(扫描电镜SEM)


OK二焊焊巴(扫描电镜SEM) OK二焊焊巴(扫描电镜SEM)


图4 :OK二焊焊巴(扫描电镜SEM)

 
2.2.2、瓷嘴尺寸与金线匹配不当;瓷嘴内径过小会刮花金线;内径过大则会使金线在焊线过程中滑动不定、滑球等不良,也降低抗拉力程度。
2.2.3、外力(胶水内应力)过大拉扯断线;
针对外力过大拉断金线,后面3.3做详细分析。

3. 从此次分析的不良样品看,从断线的C点位置来看,均出现在透镜“压弯折”处;如下图:


  不良样品 金线弯折


图5 灯珠全貌图


 如图5所示:正常情况下线弧形成的弧形是平滑的曲线;而实际成品的线弧被透镜压了一个弯折处如图5所示,该弯折出弯折的角度接近90°的弯折角。


此弯折过程一定对D点处的焊线有一定的拉扯力。而对B点处的位置,由于线弧还有一定的长度,可以缓冲这部分的拉力。
 
3.1、如图6透镜的“红色内圈和蓝色外圈”,与图7“支架的红色内圈和蓝色外圈”相对应,从图7明显看出,透镜的内边缘直接压金线折成约90°弯折角度。


  金线断线


灯珠观察


3.2、抽6pcs死灯的样品分析,有4pcs均是从“金线弯折处”断线;此断线原理,一般是弯折过程透镜边缘过于“锋利”,加之压弯之外力较大,造成金线破损,在后续灯珠“工作过程”胶体的不定向内应力作用最后摧断金线。另外一种情况,由于金线断线后,仍是接触得很近,低温时保持接触,仍可以点亮,但是随着工作温度的升高,胶体内应力变大金线稍微受力脱离接触点,即会出现开路死灯,或是“时亮时不亮”的异常。


  金线断线


图10 金线观察


3.3 、从6pcs 死灯样品分析有2pcs 均是从“D点处”断线(就是焊线与焊巴的结合处断线);此处断线原因在2.2.1做过分析,这里重点分析外力造成断线,从3.2分析可知,二焊的D点受力,以及制程的拉力测试均通过,均可以说明二焊焊线参数不当或瓷嘴不良造成二焊D 点受力不足的可能性次之,反而“盖透镜”时透镜压弯拉扯金线造成的损伤可能性要居首位。

4. 综上所述:
4.1. 从以上分析可判断,造成死灯的原因是断线开路造成死灯;
4.2. 造成断线的因素众多,从不良样品分析看,透镜内壁边缘压弯折金线造成金线破损是根本原因。且所有分析的未死灯的良品中,拆下透镜,都可以发现,金线弯折处是直接接触透镜边缘,金线与透镜之间并未有胶体隔离,极易于使金线与透镜之间形成摩擦使金线破损断线;另从过去的异常“荧光粉处断线”来看,可以说明“外力致使金线断线”这一点。

D. 预防对策:
针对4.2之异常原因,提供如下之预防,仅供参考:
1. 预防对策一:调整焊线工艺,使二焊靠近铜柱(或使线弧变低) ,或可能的话,改变透镜与支架的匹配规格),避开透镜直接压到金线的线弧。


  灯珠焊线


图11 灯珠焊线 


2. 预防对策二:在“盖透镜制程”中,避免员工斜着盖透镜(即员工为了加快速度,定位时,先斜着扣压透镜的一边“耳朵”,然后再扣下整个透镜) ,这样具有定位作用的扣下的“第一耳朵”就有可能过压金线造成金线破损。盖透镜正确做法是对准后,把透镜直接垂直盖下去。
3. 预防对策三:透镜压边确保到位,这样避免透镜后续的移动磨损金线而使金线受力不足断线;
4. 预防对策四:注胶制程,手动注胶时速度放慢些,理由有三:一是有利于空气的排出;二是减少胶量的浪费;更重要的是第三,就是减少注胶时的胶水冲力对二焊D点的冲击造成内损。




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