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关于LED发光二****管漏电的问题

很多人都遇到过。有的是在生产检测时就发现，有得是在客户使用时发现。漏电出现的时机也各有不同。有些是在LED封装完成后的测试时就有，有些是在仓库放置一段时间后出现，有些是在老化一段时间后出现，有些是在客户焊接后出现，有些是在客户使用一段时间后出现。

对LED漏电问题的具体发生原因，一直困扰着封装厂的工程师。不少人认为LED漏电的原因不外如下:

静电损坏、晶片本身漏电、银胶问题、打线偏焊、运输过程静电i击穿漏电、封装时机台调试不当或封装后认为造成成品漏电。

纵观网上的结论，绝多数人将LED漏电原因归结于静电损坏。他们提出的解决措施不外乎强调防静电措施。这让封装厂和使用者都很为难。因为即使他们做好的防静电措施，LED漏电现象依然会有存在。那么，LED漏电原因到底是什么呢?本人认为，在目前，发光二****管漏电原因****可能是以下几点(按可能性大小排序)：

1、芯片收到玷污(****主要、****i高发问题)

2、银胶过高

3、打线偏焊

4、应力

5、使用不当

6、晶片本身漏电

7、工艺不当使得芯片开裂

8、静电

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LED封装的取光效率分析

　一、影响取光效率的封装要素

　　1.散热技术

　　对于由PN结组成的发光二****管，当正向电流从PN结流过时，PN结有发热损耗，这些热量经由粘结胶、灌封材料、热沉等，辐射到空气中，在这个过 程中每一部分材料都有阻止热流的热阻*，也就是热阻，热阻是由器件的尺寸、结构及材料所决定的固定值。设发光二****管的热阻为Rth(℃/W)，热耗散功率 为PD(W)，此时由于电流的热损耗而引起的PN结温度上升为：

　　T(℃)=Rth×PD。

　　PN结结温为：

　　TJ=TA Rth×PD

　　其中TA为环境温度。由于结温的上升会使PN结发光复合的几率下降，发光二****管的亮度就会下降。同时，由于热损耗引起的温升增高，发光二****管亮度将不再继续随着电流成比例****，即显示出热饱和现象。另外，随着结温的上升，发光的峰值波长也将向长波方向*移，约0.2-0.3nm/℃，这对于通过由蓝光芯片涂覆YAG荧光粉混合得到的白色LED来说，蓝光波长的*移，会引起与荧光粉激发波长的失配，从而降低白光LED的整体发光效率，并导致白光色温的改变。

　　对于功率发光二****管来说，驱动电流一般都为几百毫安以上，PN结的电流密度非常大，所以PN结的温升非常明显。对于封装和应用来说，如何降低 品的热阻，使PN结产生的热量能尽快的散发出去，不仅可****产品的饱和电*品的发光效率，同时也****了产品的可靠性和寿命。为了降低产品的热阻， 首先封装材料的选择显得尤为重要，包括热沉、粘结胶等，各材料的热阻要低，即要求导热性能良好。其次结构设计要合理，各材料间的导热性能连续匹配，材料之 间的导热连接良好，避免在导热通道中产生散热瓶颈，确保热量从内到外层层散发。同时，要从工艺上确保，热量按照预先设计的散热通道及时的散发出去。

　　2.填充胶的选择

　　根据折射定律，光线从光密介质入射到光疏介质时，当入射角达到一定值，即大于等于临界角时，会发生全发射。以GaN蓝色芯片来说，GaN材料的折射率是2.3，当光线从晶体内部射向空气时，根据折射定律，临界角θ0=sin-1(n2/n1)。

　　其中n2等于1，即空气的折射率，n1是GaN的折射率，由此计算得到临界角θ0约为25.8度。在这种情况下，能射出的光只有入射角≤25.8度这个空间立体角内的光，据报导，目前GaN芯片的外*效率在30%-40%左右，因此，由于芯片晶体的内部吸收，能射出到晶体外面光线的比例很少。据报导，目前GaN芯片的外*效率在30%-40%左右。同样，芯片发出的光要透过封装材料，传送到空间，也要考虑材料对取光效率的影响。

　　所以，为了****LED产品封装的取光效率，必须****n2的值，即****封装材料的折射率，以****产品的临界角，从而****产品的封装发光效率。同 时，封装材料对光线的吸收要小。为了****出射光的比例，封装的外形****hao是拱形或半球形，这样，光线从封装材料射向空气时，几乎是垂直射到界面，因而不再产 生全反射。

　　3.反射处理

　　反射处理主要有两方面，一是芯片内部的反射处理，二是封装材料对光的反射，通过内、外两方面的反射处理，来****从芯片内部射出的光通比例，减少芯片内部吸收，****功率LED成品的发光效率。从封装来说，功率型LED通常是将功率型芯片装配在带反射腔的金属支架或基板上，支架式的反射腔一般是采取电镀方式****反射效果，而基板式的反射腔一般是采用抛光方式，有条件的还会进行电镀处理，但以上两种处理方式受模具精度及工艺影响，处理后的反射腔有一定的反射效果，但并不理想。目前国内制作基板式的反射腔，由于抛光精度不足或金属镀层的氧化，反射效果较差，这样导致很多光线在射到反射区后被吸收，无法按预期的目标反射至出光面，从而导致****终封装后的取光效率偏低。

　　我们经过多方面的研究和试验，研制成一种具有自主知识产权的使用有机材料涂层的反射处理工艺，通过这种工艺处理，使得反射到载片腔内的光线吸收很少，能将大部分射到其上面的光线反射至出光面。这样处理后的产品取光效率与处理之前相比可****30%-50%。我们目前1W白光功率LED的光效可达 40-50lm/W(在远方PMS-50光谱分析测试仪器上测试结果)，获得了很好的封装效果。

　　4.荧光粉选择与涂覆

　　对于白色功率型LED来说，发光效率的****还与荧光粉的选择和工艺处理有关。为了****荧光粉激发蓝色芯片的效率，首先荧光粉的选择要合适，包括激发波长、颗粒度大小、激发效率等，需全mian考核，兼顾各个性能。其次，荧光粉的涂覆要均匀，****hao是相对发光芯片各个发光面的胶层厚度均匀，以免因厚度不均 造成局部光线无法射出，同时也可****光斑的质量。

　　二、结论

　　良好的散热设计对****功率型LED产品发光效率有着显着的作用，同时也是确保产品寿命和可靠性的前提。而设计良好的出光通道，这里着重指反射腔、填充胶等的结构设计、材料选择和工艺处理，可以有效****功率型LED的取光效率。对功率型白光LED来说，荧光粉的选择和工艺设计，对光斑的****和发光效率的****也至关重要。

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