影響LED照明燈具壽命的因素很多，除了最常見的散熱不良之外， 根據(jù)應用上的經(jīng)驗造成LED死燈或光衰，變色的原因還有因制造過程中化學物質(zhì)的污染而造成：

　　對于下游的應用端， 除了適當?shù)纳峤鉀Q之外， 另外在燈具組裝的制程中， 或制作工藝的化學添加物皆須避免所謂化學物質(zhì)不兼容， LED 照明燈具中不兼容的揮發(fā)性有機化合物， 可以很快損害任何制造商的LED。 這種化學物質(zhì)不兼容往往是一個局部現(xiàn)象， 發(fā)生在升高的溫度下， 且在具有很少或沒有空氣流動的密封燈具中。

　　經(jīng)過LED封裝廠的測試發(fā)現(xiàn)一些已知很容易影響LED正常功能的化學品， 用戶端最好是建立一個完善的化學不兼容的測試評估體系。 有了適當?shù)念A防措施， 設(shè)計和測試， 影響可以被最小化或直至杜絕。 化學不兼容性的不良影響最為明顯的是藍光、深藍光和白光LED， 很少有觀察到紅光或綠光LED。

　　設(shè)計者應該充分考慮最大限度地減少化學物質(zhì)之間的影響（主要是LED 的一次光學透鏡Molding 膠與在電子組裝和燈具中用到的各種化學品）， 因這些物品搭配在一起可能會損害LED 的光輸出效率， 甚至會使LED 發(fā)生永久性失效現(xiàn)象（如死燈、變色、暗光等等）。 因為化學不兼容性和過高的LED 封裝溫度致使LED 失效的結(jié)果是一樣的：即光通量衰減、色溫漂移。

　　LED可以與哪些化學品， 一起使用， 哪些類型的灌封膠？ 能不能灌膠？ 灌膠對LED有什么影響？

　　在化學品影響LED的案例：

　?、艑Σ涣紭悠稬ED透鏡進行EDS分析結(jié)果如下圖：

　　⑵對不良樣品LED Silicone 進行EDS因素分析結(jié)果有Na和Cl等異常元素出現(xiàn)如下表：

　　核查這個電路板，結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在潛在的化學污染物，即有一個粘接透鏡的涂層出現(xiàn)在LED 元件附近（如上述透鏡）， LED 與這個粘接涂層發(fā)生了不利于LED 的化學作用。 這種化學物質(zhì)與LED封裝本體不兼容， 以致LED 出現(xiàn)了永久性失效現(xiàn)象。 因此了解和防止這些LED 與燈具中用到的化學品的不兼容性是極其重要的。

　　有機硅膠（Silicone， 硅）是各種大功率LED 上使用的有機硅材料，如Cree XPE 的LED。 經(jīng)均勻混合后注入模具中，在一定的溫度條件下固化一段時間就成型了。 在固化過程中，硅氧烷不會形成任何固定的形狀或結(jié)構(gòu)， 相反， 它們固化成不同長度和形狀各異的隨機形狀。這樣就產(chǎn)生了輕微凝膠狀和具有彈性的有機硅。 也就是說，這些有機硅材料充滿小孔， 因此有機硅具有透氣性和透濕性。 燈泡，或其它固態(tài)照明燈具產(chǎn)品中經(jīng)常使用的灌封化合物材料， 如灌封膠、皮圈、墊片，在組裝或加工過程中， 在升高的溫度影響下， 這些揮發(fā)性有機化物材料就會揮發(fā)出氣體。

　　揮發(fā)性氣體的滲透和可靠性變化過程：

　　在密閉的環(huán)境中（如下面的二次光學或夾具蓋）， 任何類型的揮發(fā)性有機化合物將環(huán)繞并擴散到具有多孔質(zhì)的機硅封裝的LED 中。 在硅膠內(nèi)部的揮發(fā)性有機化合物會占據(jù)相互交織的硅氧烷鏈內(nèi)的空隙中。 伴隨著熱和LED 發(fā)射的高能光子， 揮發(fā)性化合物會變色并阻擋LED 發(fā)射的光。 這種變色通常發(fā)生在LED 芯片正上方的表面， 因為這是溫度和磁通密度最高的位置。

　　下圖表示的是揮發(fā)性有機化合物在硅占據(jù)的空隙中， 隨著熱和光子能量的作用， 結(jié)果揮發(fā)性有機化合物發(fā)生變色現(xiàn)象：

　　有機硅鏈

　　可靠性失效現(xiàn)象的一般規(guī)律：

　?。?）伴隨著發(fā)光顏色的變化和光通量的衰減， 甚至死燈；

　?。?）根據(jù)不同揮發(fā)性有機化合物的性質(zhì)（例如， 分子的大小或其對熱的敏感性）， 這種可靠性失效現(xiàn)象會發(fā)生在幾個小時內(nèi)或幾個星期不等。

　　（3）發(fā)生這種可靠性失效現(xiàn)象的LED產(chǎn)品一般都是藍光LED或采用藍光芯片與熒光粉封裝的白光LED。

　?。?）紅光、琥珀光或綠光LED很少或幾乎不會發(fā)生， 因為這些顏色的光是低能量的波長， 因此需要更長的時間才會有反應。

　　灌封膠對LED的不良影響：

　　如上面的圖示所述， LED芯片上方封裝膠的變色是由于一個揮發(fā)性有機化合物釋放出顏色暗淡的氣體， 并從外部擴散到有機硅氧烷封裝的LED器件內(nèi)部。

　　在大多數(shù)情況下，這些滲透到有機硅封裝膠分子的空隙中的揮發(fā)物， 不會損壞聚硅氧烷本身的功能。 在此種情況下， 如果去除上述已變色的LED 上面的的光和密封蓋， 并且繼續(xù)進行老化， 這樣擴散到LED 內(nèi)部的氣體將又揮發(fā)出來， 并有可能恢復原來狀態(tài)， 這就是為什么很多不是在密封的環(huán)境下試驗的LED 很少或幾乎不會發(fā)生類似變色現(xiàn)象。

　　然而， 作為燈具設(shè)計者要特別注意的是， 有相當一部分揮發(fā)性有機化合物（不光是揮發(fā)出有顏色的，大多是揮發(fā)出無色的氣體）， 可以破壞封裝膠， 使其膨脹和開裂， 使LED 不能承受的， 由于封裝膠的膨脹和開裂會扯斷封裝內(nèi)部金線， 從而造成閃爍、 死燈等不良現(xiàn)象。

　　化學品選擇注意事項：

　　在選取燈具使用的材料時， 特別需要考慮采用的灌封膠、粘接膠、導熱膏、焊劑和殘余化學品， 任何會接觸到LED的化學品都要慎重考慮， 即使是電路板， 隨著工作溫度的升高， 也會釋放出可能對LED有損傷的氣體。

　　因此生產(chǎn)前的測試可以幫助預防意想不到的問題發(fā)生。

　　經(jīng)過實驗測試發(fā)現(xiàn)下列化學品對LED是有害的， 在LED的燈具中， 即使是少量的這些化學物質(zhì)的氣體也可能會使LED變色或損壞。

　　經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在市場上所用的灌封膠或多或少都容易發(fā)現(xiàn)會有一些對LED 封裝本體發(fā)生化學反應的物質(zhì)或含有對封裝密封性結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響的化學物質(zhì)。

　　從EDS 元素分析，我們發(fā)現(xiàn)銀層變黑的部分出現(xiàn)了硫（S）元素，而銀層正常部分則沒有硫（S）元素，因此，此類銀變色屬于硫化，硫（S）元素是此類銀變色的罪魁禍首。

　　造成LED銀變色因素的來源：

　　通過對LED出現(xiàn)銀變色的不良樣品和良品進行檢測、發(fā)現(xiàn)LED銀變色經(jīng)常在用戶端發(fā)生。

　　經(jīng)檢測到的案例如下所示：

　　不良MCPCB檢測案例：

　　1.刮除MCPCB上防焊白油后， 檢測MCPCB銅箔元素成分， 元素EDS分析成分比例如下：

　　從上述測試資料可得出結(jié)論：刮除MCPCB板材表面白油， 檢測到銅箔硫（S）的含量明顯， 且不同測試點硫（S）含量也不相同。

　　2.對MCPCB線路板上焊盤進行檢測， EDS分析如下， 以下是焊盤的測試結(jié)果所含元素比例：

　　通過上述對用戶端MCPCB板材進行EDS分析， 檢測銅箔（刮掉外層白油）和焊盤區(qū)， 發(fā)現(xiàn)在白油板與銅層相連的位置， 其含硫量非常高， 含量高達1.58%-3.27%左右， 焊盤區(qū)硫的含量更高達3.55%， 而干凈的銅箔層則無硫成分。 由此表明MCPCB板材中的硫滲入LED內(nèi)發(fā)生了硫化反應， 由于不同部位硫含量存在差異， 故硫化的嚴重程度并不一致。

　　以上只是所用的材料中的一種，實際上應用到的材料有些是與LED不兼容的，但由于在設(shè)計的時候，評估中的缺陷存在，故而出現(xiàn)了與LED的不兼容現(xiàn)象，以致出現(xiàn)銀變色現(xiàn)象，最后出現(xiàn)了色溫漂移，光通量下降的現(xiàn)象。

　　目前在LED封裝行業(yè)，只要用到鍍銀支架的LED，在用戶端如果存在發(fā)生銀變色的條件，都會發(fā)生銀變色現(xiàn)象，目前國際大廠和國內(nèi)上市公司的LED同樣有發(fā)生過類似不良的現(xiàn)象。

　　LED應用上應注意的事項：

　　綜合上述反應原理和分析情況， 列舉出以下在LED應用上應注意的事項：

　　⑴ 車間環(huán)境最好保證在溫度30度以下/ 濕度40%RH-60%RH范圍內(nèi)（可采用溫濕度計監(jiān)測環(huán)境變化）， 并且接觸LED檢查時需戴手套或手指套， 包裝袋開口后應及時封口， 防止腳位氧化。

　?、?避免LED暴露在偏酸性（PH《7）的車間環(huán)境中， 對于采購的其它LED組裝配套的物料， 可要求生產(chǎn)廠家提供原物料的MSDS報告（物質(zhì)安全資料表）， 確認其中是否含硫、（如MCPCB板材、 橡膠手套、 橡皮筋、 硫磺香皂中均含有硫）、 鹵素類物質(zhì)（如玻璃膠、低端的雙組分樹脂膠）， 以防止其與LED材料發(fā)生化學或物理反應， 例如LED與含硫、含鹵物質(zhì)接觸或存于酸性環(huán)境下， 極易造成LED產(chǎn)品鍍銀層腐蝕、LED硅膠、熒光粉物料性能發(fā)生變異， 從而導致LED光電性能的失效。

　?、?用戶端須特別注意生產(chǎn)過程中硫的防護處理， 并選用有質(zhì)量保證的MCPCB板材和錫膏及其他配套輔料（不含硫、鹵素等或者是含量低于安全標準）。 從過去發(fā)生的幾起案例中的MCPCB板材進行的EDS分析來看， 市面上生產(chǎn)的很多板材均殘留有不同含量的硫， 盡管MCPCB生產(chǎn)廠家在制程工藝中會清洗板材，來消除含硫、含酸化學溶劑的殘留， 但普通的生產(chǎn)工藝較難完全消除干凈， 對此， 需要對MCPCB板殘硫量進行質(zhì)量管控， 一般以MCPCB銅箔上硫（S）的含量最高不超過0.5%為上限標準。

　?。?）LED在進行貼片（SMT）時， 可以通過以下臨時措施來進行預防：

　　高溫下硫的特性較為活躍， 可在表面貼裝前預先將MCPCB板過一次高溫回流焊爐（230度左右）再做表面清潔（可用醫(yī)用酒精等等）處理（若條件不允許的情況下， 可直接進行貼裝前的MCPCB表面清潔）以降低MCPCB焊盤和表層的硫含量。

　　定期清潔回流焊爐和除濕用的烤箱減少硫或鹵素的含量; 控制LED或含LED的組件在焊接、 處理和應用時的車間環(huán)境， 控制硫或鹵素的含量。

　?、?LED在焊接與處理過程中， 請不要使用含有硫或鹵素的輔料（如橡膠手套、橡膠手指套、橡皮筋、填充膠玻璃膠、熱熔膠等等）接觸LED.