汽車晝行燈出光異常原因分析

摘要

針對(duì)汽車晝行燈出光異常的現(xiàn)象，本文通過通電測(cè)試復(fù)現(xiàn)了客戶描述的LED燈珠弱亮現(xiàn)象，反向漏電測(cè)試結(jié)果說明LED弱亮由漏電引起，通過切片研磨的方式去除PCB后的漏電測(cè)試結(jié)果說明漏電來自于LED燈珠內(nèi)部，進(jìn)一步的開封、顯微紅外定位和SEM觀察發(fā)現(xiàn)LED芯片存在明顯的裂紋，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)在一定程度上說明芯片產(chǎn)生裂紋的原因?yàn)槠淠蜔岷附有阅茌^弱。

1 案件背景介紹

客戶反饋其所生產(chǎn)晝行燈的光源模塊（圖1左）在生產(chǎn)測(cè)試階段出現(xiàn)出光異常現(xiàn)象，該模塊由控制電路和5顆串聯(lián)的LED燈珠構(gòu)成（圖1右）。失效現(xiàn)象表現(xiàn)為低電流（300μA）驅(qū)動(dòng)LED燈珠時(shí)，個(gè)別燈珠出現(xiàn)弱亮，失效比例約1%。

圖1 失效樣品和電氣原理圖

2 測(cè)試分析概述

對(duì)樣品的外觀檢查和X-Ray透視均未發(fā)現(xiàn)明顯異常；通電測(cè)試、反向漏電測(cè)試的結(jié)果說明LED弱亮的原因?yàn)槁╇姡蝗コ齈CB板前后的反向漏電測(cè)試結(jié)果基本無差異，說明漏電與PCB狀況無關(guān)；紅外熱像定位了漏電位置，與芯片開封后的裂紋位置對(duì)應(yīng)。

LED芯片的應(yīng)力主要來自于三方面：機(jī)械應(yīng)力、過電應(yīng)力和熱應(yīng)力。外觀檢查未發(fā)現(xiàn)燈珠表面及附近有機(jī)械應(yīng)損傷，且燈珠開封后，芯片裂紋附近也未見明顯的機(jī)械損傷；開封檢查中LED燈珠內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰，未發(fā)現(xiàn)任何過電燒毀跡象。因此，熱應(yīng)力導(dǎo)致裂紋出現(xiàn)的可能性較大。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GBT2423.28-2005《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn) 試驗(yàn)T：錫焊》中規(guī)定的試驗(yàn)方法1A，對(duì)客戶提供的未使用過的燈珠進(jìn)行耐焊接熱測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示：被測(cè)22顆燈珠中有4顆芯片邊緣出現(xiàn)了裂紋（圖8），實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明該款燈珠的耐焊接熱性能較差，這是導(dǎo)致本案失效現(xiàn)象的根本原因。

圖2 外觀檢查和X-Ray透視

圖3 通電測(cè)試和反向漏電測(cè)試

圖4 光參數(shù)測(cè)量

圖5 去除PCB板后的漏電測(cè)試

圖6 開封照片

圖7 Thermal EMMI熱點(diǎn)圖與裂紋SEM照片

圖8 驗(yàn)證試驗(yàn)SEM照片

3 結(jié)論

本案的失效現(xiàn)象為光源模組中個(gè)別LED燈珠弱亮，失效機(jī)理為L(zhǎng)ED芯片出現(xiàn)裂紋導(dǎo)致漏電，失效產(chǎn)生的根本原因?yàn)闊糁榈哪秃附訜嵝阅懿涣肌?/p>

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