LED灯具散热失效分析

1、案例背景介绍

LED灯具样品在老化过程中出现如图1所示的失效现象：a、灯珠表面发黑；b、灯珠的封装胶体脱落；c、灯珠封装胶体发黑。客户要求分析失效现象产生的原因，并判断失效现象间是否存在联系。

图1 灯具失效现象

2、分析方法简述

外观检查过程中发现失效现象a中的表面黑色物质很容易被擦除，对其进行FTIR测试发现其为无机物，进一步的SEM/EDS分析结果显示褐色物质碳含量极高，且其形貌与灯具用于散热的石墨材料非常相似，由此判断其来源于灯具的散热材料石墨；结构热阻和红外测温显示失效现象a不会对灯具散热造成影响。

图2 FTIR测试结果

图3 SEM/EDS测试结果

图4 热学测试

对出现失效现象c的灯珠封装胶体进行剖面分析，发现发黑的部位从LED芯片一直延伸到灯珠表面，且越靠近芯片和胶体外表面，发黑现象越严重，这与有限元分析结果一致；后续的灯具对流环境的模拟实验发现灯具的散热性能易受环境影响，且向下散热的能力较差。

3、结论

LED灯具老化过程中出现异常现象，其中灯珠表面黑色物质为外来物质，来源于样品背部的导热材料石墨，对灯具整体以及灯珠的散热基本没有影响；封装胶体发黑和脱落的失效现象由灯具向出光方向散热能力较差，胶体在相对密闭的空间内受到芯片热量和密闭空间内积聚热量的双重作用产生。

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