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(yīng)用上的經(jīng)驗(yàn)造成LED死燈或光衰，變色的原因還有因制造過程中化學(xué)物質(zhì)的污染而造成：

　　對(duì)于下游的應(yīng)用端， 除了適當(dāng)?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(xué)添加物皆須避免所謂化學(xué)物質(zhì)不兼容， LED 照明燈具中不兼容的揮發(fā)性有機(jī)化合物， 可以很快損害任何制造商的LED。 這種化學(xué)物質(zhì)不兼容往往是一個(gè)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(dòng)的密封燈具中。

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

　　設(shè)計(jì)者應(yīng)該充分考慮最大限度地減少化學(xué)物質(zhì)之間的影響（主要是LED 的一次光學(xué)透鏡Molding 膠與在電子組裝和燈具中用到的各種化學(xué)品）， 因這些物品搭配在一起可能會(huì)損害LED 的光輸出效率， 甚至?xí)筁ED 發(fā)生永久性失效現(xiàn)象（如死燈、變色、暗光等等）。 因?yàn)榛瘜W(xué)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(xué)品， 一起使用， 哪些類型的灌封膠？ 能不能灌膠？ 灌膠對(duì)LED有什么影響？

　　在化學(xué)品影響LED的案例：

　?、艑?duì)不良樣品LED透鏡進(jìn)行EDS分析結(jié)果如下圖：

　?、茖?duì)不良樣品LED Silicone 進(jìn)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(gè)電路板，結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在潛在的化學(xué)污染物，即有一個(gè)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(gè)粘接涂層發(fā)生了不利于LED 的化學(xué)作用。 這種化學(xué)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(xué)品的不兼容性是極其重要的。

　　有機(jī)硅膠（Silicone， 硅）是各種大功率LED 上使用的有機(jī)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(shí)間就成型了。 在固化過程中，硅氧烷不會(huì)形成任何固定的形狀或結(jié)構(gòu)， 相反， 它們固化成不同長(zhǎng)度和形狀各異的隨機(jī)形狀。這樣就產(chǎn)生了輕微凝膠狀和具有彈性的有機(jī)硅。 也就是說，這些有機(jī)硅材料充滿小孔， 因此有機(jī)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(jī)化物材料就會(huì)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(xué)或夾具蓋）， 任何類型的揮發(fā)性有機(jī)化合物將環(huán)繞并擴(kuò)散到具有多孔質(zhì)的機(jī)硅封裝的LED 中。 在硅膠內(nèi)部的揮發(fā)性有機(jī)化合物會(huì)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(huì)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?yàn)檫@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(jī)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(jī)化合物發(fā)生變色現(xiàn)象：

　　有機(jī)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(jī)化合物的性質(zhì)（例如， 分子的大小或其對(duì)熱的敏感性）， 這種可靠性失效現(xiàn)象會(huì)發(fā)生在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)或幾個(gè)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(lán)光LED或采用藍(lán)光芯片與熒光粉封裝的白光LED。

　　（4）紅光、琥珀光或綠光LED很少或幾乎不會(huì)發(fā)生， 因?yàn)檫@些顏色的光是低能量的波長(zhǎng)， 因此需要更長(zhǎng)的時(shí)間才會(huì)有反應(yīng)。

　　灌封膠對(duì)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(gè)揮發(fā)性有機(jī)化合物釋放出顏色暗淡的氣體， 并從外部擴(kuò)散到有機(jī)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(jī)硅封裝膠分子的空隙中的揮發(fā)物， 不會(huì)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(jìn)行老化， 這樣擴(kuò)散到LED 內(nèi)部的氣體將又揮發(fā)出來， 并有可能恢復(fù)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(yàn)的LED 很少或幾乎不會(huì)發(fā)生類似變色現(xiàn)象。

　　然而， 作為燈具設(shè)計(jì)者要特別注意的是， 有相當(dāng)一部分揮發(fā)性有機(jī)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(huì)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(xué)品選擇注意事項(xiàng)：

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

　　因此生產(chǎn)前的測(cè)試可以幫助預(yù)防意想不到的問題發(fā)生。

　　經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)下列化學(xué)品對(duì)LED是有害的， 在LED的燈具中， 即使是少量的這些化學(xué)物質(zhì)的氣體也可能會(huì)使LED變色或損壞。

　　經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在市場(chǎng)上所用的灌封膠或多或少都容易發(fā)現(xiàn)會(huì)有一些對(duì)LED 封裝本體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)或含有對(duì)封裝密封性結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響的化學(xué)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?zhǔn)住?/p>

　　造成LED銀變色因素的來源：

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

　　經(jīng)檢測(cè)到的案例如下所示：

　　不良MCPCB檢測(cè)案例：

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

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

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

　　通過上述對(duì)用戶端MCPCB板材進(jìn)行EDS分析， 檢測(cè)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(dá)1.58%-3.27%左右， 焊盤區(qū)硫的含量更高達(dá)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(yīng)， 由于不同部位硫含量存在差異， 故硫化的嚴(yán)重程度并不一致。

　　以上只是所用的材料中的一種，實(shí)際上應(yīng)用到的材料有些是與LED不兼容的，但由于在設(shè)計(jì)的時(shí)候，評(píng)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(huì)發(fā)生銀變色現(xiàn)象，目前國(guó)際大廠和國(guó)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(yīng)用上應(yīng)注意的事項(xiàng)：

　　綜合上述反應(yīng)原理和分析情況， 列舉出以下在LED應(yīng)用上應(yīng)注意的事項(xiàng)：

　?、?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(jì)監(jiān)測(cè)環(huán)境變化）， 并且接觸LED檢查時(shí)需戴手套或手指套， 包裝袋開口后應(yīng)及時(shí)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(duì)于采購(gòu)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(bào)告（物質(zhì)安全資料表）， 確認(rèn)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(xué)或物理反應(yīng)， 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(dǎo)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(hù)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(biāo)準(zhǔn)）。 從過去發(fā)生的幾起案例中的MCPCB板材進(jìn)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(huì)清洗板材，來消除含硫、含酸化學(xué)溶劑的殘留， 但普通的生產(chǎn)工藝較難完全消除干凈， 對(duì)此， 需要對(duì)MCPCB板殘硫量進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)。

　?。?）LED在進(jìn)行貼片（SMT）時(shí)， 可以通過以下臨時(shí)措施來進(jìn)行預(yù)防：

　　高溫下硫的特性較為活躍， 可在表面貼裝前預(yù)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(jìn)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(yīng)用時(shí)的車間環(huán)境， 控制硫或鹵素的含量。

　　⑸ LED在焊接與處理過程中， 請(qǐng)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.