LED(SMD封装模式)变色及剥离现象分析

       目前市场上的SMD封装尺寸大多为3020、3528、5050,所选用的封装胶水基本都是硅胶,这主要是应为硅胶有良好的耐热性能(对应回流焊工艺及对应目前功率及发热量不断增加的晶片)。做好的产品在初期做点亮测试老化之后都有不错的表现,但是大多属封装客户都发现,随着时间的推移,明明在抽检都不错的产品,到了应用客户开始应用的时候或者不久之后,就发现有胶层和PPA支架剥离、LED变色(镀银层变黄发黑)的情况发生。那这到底是什么原因引起的呢?是我们在制程的过程中工艺把握不好导致封装胶固化不好吗?当然有可能,但是随着客户工艺的不断成熟,这种情况发生的机率会越来越少。

到底是什么呢?业界的客户及胶水供应商在一系列的跟踪试验后,有下面一些因素供大家参考

1)PPA与支架剥离的原因是,PPA中所添加的二氧化钛因晶片所发出的蓝光造成其引起的光触媒作用、PPA本身慢慢老化所造成的,硅胶本身没老化的情况下,由于PPA老化也会导致剥离想象的发生;  光觸媒作用會衍生出《分解力》與《親水性》的活動、光照射到二氧化鈦所衍生出。特別是此分解力具有分解有機物的能力。二氧化鈦吸收太陽光或照明光中的紫外線後、空氣中的氧氣(O2)與e-(電子)、水(H2O)與h+各產生反應。二氧化鈦表面會產生O2。超氧陰離子Superoxide ion)與OH(氫氧自由基Hydroxyl Radical)的兩種具有《分解力》的活性氧素。親水性是構成二氧化鈦的鈦與水起反應、二氧化鈦表面會產生與水二氧化鈦的反射率高、一般在各種材料上作為白非常協調的-OH(親水基)。

2)以LED變色問題的實例來說、現階段大體分類為3類別。
硫磺造成鍍銀層發生硫化銀而變色
 溴素造成鍍銀層發生溴化銀而變色
 鍍銀層附近存在無機碳(Carbon)。

• 矽膠封裝材料、固晶材料並不含有S化合物、Br化合物, 硫化及溴化的發生取決於使用的環境。  
• 無機Carbon的存在為環氧樹脂(Epoxy)等的有機物因熱及光的分解後的殘渣。在鍍銀層以銀膠等的Epoxy系固晶膠作為藍光晶片的接著的場合較頻繁發生。
• 甲基矽膠即使被熱及光分解也不會變成黑色的無機Carbon。
• 若是沒有使用Epoxy等的有機物的場合有發現無機Carbon存在的話、與硫磺或溴素相同、有可能是由外部所入。  
• 上述的3種變色現象是因藍光、鍍銀、氧氣及濕氣使其加速催化所造成

综上所述,我们发现,以上的主要原因是由于有氧气,湿气侵入到LED内部以及有无机碳的存在而带来的一系列的问题,那么我们应该如何解决呢。
1)   在封装过程中避免使用环氧类的有机物,比如固晶胶;  
2)   选择低透气性的封装材料,尽量避免使用橡胶系的硅材料,尽量选用树脂型的硅材料;  
3)   在制程的过程中尽量采用电浆清洗支架,尽可能的增加烘烤流程 

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