來源：羅姆半導體社區(qū)

在生產使用LED產品的過程中，我們經常會遭遇“產品硫化導致產品失效”等問題，這些問題給客戶和生產廠家都帶來一定損失，可以說，封裝廠商幾乎是談硫色變。今天，我們來談一談“如何正確認識LED硫化”的問題。

1、什么是LED硫化現(xiàn)象?

LED硫化現(xiàn)象，指的是由于環(huán)境中的硫(S)元素在一定溫度與濕度條件下，其中-2價的硫與+1價的銀發(fā)生化學反應生成黑色Ag2 S的過程。銀對硫有很強的親和力，加熱時可以與硫直接化合成Ag2 S。

硫化反應方程式：2Ag+S=>Ag2 S

2、LED硫化現(xiàn)象產品會發(fā)生什么變化?

出現(xiàn)硫化反應后，產品功能區(qū)會黑化，光通量會逐漸下降，色溫出現(xiàn)明顯漂移。

3、LED硫化一般發(fā)生在什么時候?

對于封裝企業(yè)而言，它們往往接獲到的信息都是產品失效，基本都是客戶端已經發(fā)生硫化異常后的信息反饋。通過與客戶了解和現(xiàn)場勘察確認，我們發(fā)現(xiàn)，硫化異常有兩種途徑：一是出現(xiàn)在客戶端通電老化與儲存過程中;二是在客戶端過回流焊流后。

4、LED硫化如何避免？

全球知名半導體制造商ROHM發(fā)布了業(yè)界首款完全無銀的高亮度紅色LED“SML-Y18U2T”，大幅度的提高了汽車燈具尤其是剎車燈在嚴酷環(huán)境下使用的可靠性。

為了挑戰(zhàn)硫化給汽車LED剎車燈等帶來的麻煩和問題，ROHM近日強勢推出業(yè)界首款抗硫化無銀高亮度紅色LED“SML-18U2T”。光學模塊生產本部LED制造部商品企劃組組長吉田晃久介紹說，它非常適用于汽車剎車燈的防硫化對策，有助于提高長期的可靠性。

“SML-18U2T”是用金等其他材料取代了以往晶片鍵合焊膏及框架所使用的銀，實現(xiàn)了完全無銀化。此舉消除了由于銀受到腐蝕而引起LED亮度衰減現(xiàn)象，可提高應用的可靠性。

一直以來，存在元件晶片鍵合所用的焊膏部位變黑導致LED發(fā)光強度降低的問題。但是，ROHM利用從元件到封裝垂直統(tǒng)合型生產體制的優(yōu)勢，晶片鍵合采用金錫(AuSu)，引線采用金，框架采用金鈀(AuPd)，實現(xiàn)了完全無銀化，從而使產品同時具備高亮度與優(yōu)異的抗硫化性能。

5、LED硫化現(xiàn)象中的硫從何而來?

a、電源：LED內置電源里含有二、三十種原物料，電源發(fā)熱時，這些物料會揮發(fā)出含硫/氯/溴氣體，它們與含氮水汽結合時，會生成腐蝕性的有害氣體，對LED造成腐蝕;

b、PCB板：市面上生產的線路板均有一定含量的硫元素殘留，盡管PCB線路板生產廠家在制程工藝中會清洗板材，消除含硫化學溶劑的殘留，但普通的生產工藝較難完全清洗干凈;

c、含硫橡膠的電源線以及橡膠類的絕緣包裝塑料;

d、含鹵素阻燃劑物料：印刷線路板、外殼、塑膠、鋁基板絕緣層：PBB、PBDE、TBBP-A、PCB、六溴十二烷、三溴苯酚、短鏈氯化石蠟等鹵素化合物經常作為阻燃劑，應用于印刷線路板、外殼、塑膠等物料。這些物料受熱到一定溫度時，會揮發(fā)出含鹵氣體，含鹵氣體與含氮水汽結合時，會生成腐蝕性的有害氣體，對LED造成腐蝕;

e、錫膏助焊劑：助焊劑里的活化劑成分通常含有少數(shù)鹵素或有機酸成分，而鹵素通常使用的是溴/氯，能使銀變成黑色溴化銀/氯化銀;

f、油墨：PCB板上的綠油、鋁基板上的白油、字符、燈具和散熱器上的油漆都可能含硫。

6、 如何預防LED硫化問題的發(fā)生?

a、由于硅膠具有透氧透濕特性，封裝企業(yè)應從產品工藝上選用分子間隙小、氣密性好、抗硫化能力高的硅樹脂作為封裝膠水;

b、應用端需要對PCB板硫含量進行控制;

c、由于硫在高溫狀態(tài)下較為活躍，應用端在進行表面貼裝工藝前，可預先將PCB板過一次高溫回流后再做表面清潔處理;

d、選用不含硫的表面清潔材料及輔料;

e、LED元件、LED應用產品避免與含硫物質存放在同一空間環(huán)境。

總之，只要正確地認識LED硫化現(xiàn)象，并且注意規(guī)避，選取高質量的LED，LED硫化問題將最終得到有效解決。

審核編輯 黃昊宇