LED 機械應力失效分析
加入技術(shù)交流群
產(chǎn)品中相同結構手插件 LED|0">LED 的失效位號隨機分布，失效比例高的 LED 集中在近離 PCB 板面的 LED 。 LED 的結構參考 figure 1 。
2 、失效機理：
組裝時(shí)的機械應力導致 LED 引腳移位，使外引腳和內金線(xiàn)脫離而開(kāi)路。
• 產(chǎn)品組裝時(shí)因 前面板和機殼咬合不順暢，裝配后前面板與機殼間存在縫隙，操作員將 使用錘子敲擊前面板。錘子誤敲擊在 LED 本體上時(shí)， LED 本體將向后移（ LED 已經(jīng)焊接在 PCB 上，兩引腳固定），兩引腳同時(shí)承受彎曲應力；
• 器件過(guò)波峰時(shí)無(wú)模具固定 LED 位置， LED 易偏移，在組裝時(shí)需對器件位置矯正，當矯正距離和力夠大時(shí)也會(huì )造成 LED 承受機械應力。
• 在上面位置的 LED 由于引腳長(cháng)，并引腳彎曲位置離 LED 本體相對遠，引腳變形允許范圍和應力傳遞距離比在下面位置的 LED 大，所以失效率遠低于下面位置的 LED 。
3 、分析步驟：
Step 1: 外觀(guān)檢測和 X-RAY 檢測
• 器件內部金線(xiàn)在釬焊端與引腳（正極）開(kāi)路，引腳存在位移（ figure 5 、 7 、 9 ）；金線(xiàn)斷口成尖形，為金屬機械拉尖（ figure 6 、 8 、 10 ）；
• 在 #3 樣品外觀(guān)可觀(guān)察到引腳錯位（ figure 13 ）和塑封外殼破損（ figure 12 ）。
結合 1 、 2 說(shuō)明引腳承受了向外的拉伸機械應力；
發(fā)生位移量大的引腳均是與金線(xiàn)釬焊的引腳（正極），因為該引腳線(xiàn)性度較大， LED 塑封對引腳的阻力小。
• #3 樣品負極引腳外露部分平行位錯；說(shuō)明焊接后 LED 本體曾向前移動(dòng)。（由于 LED 塑封體對負極引腳的阻力較大，因此當向前推時(shí)負極整體引腳不易移動(dòng)，而只能是局部區域發(fā)生位錯）。
• 結合 X-RAY 側視圖和器件引腳圖知下面位置 LED 引腳彎曲位置距離 LED 塑封體距離比上面位置的 LED 短（應力釋放距離?。▍⒖?figure 15 、 16 、 17 ）；
• 從側面觀(guān)察失效器件引腳位置（ #3 樣品），器件引腳的彎曲位置在塑料外殼的拐角處（ figure 17 ）；說(shuō)明器件失效時(shí)引腳為彎曲變形；
• #1 LED 塑封破裂，正、負極引腳塑封體均存在裂紋，說(shuō)明兩引腳均承受機械應力；
• 塑封體的裂紋發(fā)生在引腳彎曲同邊，說(shuō)明器件引腳承受彎曲機械應力導致；
• 裂紋兩邊切口非圓邊以及裂紋口存在大的位錯，說(shuō)明裂紋是由于機械應力導致而非熱應力。
綜上所述：器件失效發(fā)生在正負極兩引腳同時(shí)彎曲時(shí)。而正負極兩引腳同時(shí)彎曲發(fā)生在兩個(gè)位置： a 、 LED 組裝在黑色塑料外殼后的引腳成型時(shí)（供應商）； b 、 LED 組裝在 PCB 上后， LED 發(fā)生整體位移時(shí)（天通精電）；
• 檢查庫存器件下面位置的 LED （ 4000pcs ），無(wú)不發(fā)光器件；
• 產(chǎn)品 LED 過(guò)波峰時(shí)無(wú)壓件模具， LED 會(huì )前后或左右偏移，組裝時(shí)將對器件位置進(jìn)行矯正；
• 前面板和機殼本身咬合不順暢，裝配后前面板與機殼間存在縫隙， “ 安裝前面板和貼標簽 ” 與 “ 打上蓋螺絲 ” 兩個(gè)工位會(huì )使用錘子對前面板進(jìn)行敲擊，敲擊位置在 LED 燈附近，容易對 LED 進(jìn)行誤敲擊；
• 第一次測試為正常的 REG LED ，在重新組裝后出現不良；
• 把正常 LED 燈組裝在萬(wàn)能板上模擬：向前移動(dòng) LED ，無(wú)失效；向后敲擊 LED 本體，器件失效，塑料本體破損，失效現象與分析樣品相同。
綜上所述 ： LED 來(lái)料無(wú)失效品；
LED 本體承受向后的敲擊應力時(shí)容易失效；
敲擊應力來(lái)自于組裝時(shí)的誤敲擊。
4 、結束語(yǔ)：
LED 引腳在承受拉伸、彎曲應力時(shí)容易破壞塑封體而脫離內引線(xiàn)造成開(kāi)路。產(chǎn)品在組裝已經(jīng) LED 的成型時(shí)避免有機械應力通過(guò)引腳傳遞到 LED 內。
評論