LED 產品的可靠性日益受到了制造廠商及使用者的關注。而作為產品基本構成單元的LED 燈珠， 其質量的好壞直接影響著LED 成品的可靠性， 在實際應用中就常常發生因LED 燈珠的失效導致成品出現功能異常甚至完全失效的情況。近年來， 因燈珠變色導致成品出現色溫漂移、流明降低和出光效果變差等一系列可靠性問題的案例日益增多， 使眾多的LED 產品生產廠家及用戶遭受了嚴重的經濟損失。

　　本文通過幾個LED 燈珠失效案例， 分析了導致LED 燈珠發生變色失效的根本原因。

　　封裝膠原因

　　（1）封裝膠中殘留外來異物

　　失效燈珠的外觀呈現局部變色發黑。揭開封裝膠， 發現有一個黑色異物夾雜在封裝膠內， 用掃描電鏡及能譜儀（SEM&EDS） 對異物進行成分分析［5-6］， 確認其主成分為鋁（Al）、碳（C）、氧（O） 元素， 還含有少量的雜質元素， 測試結果如下圖所示。結合用戶反饋的失效背景可知， 該異物是在封裝過程中引入的。

　　（2）封裝膠受化學物質侵蝕發生膠體變色

　　失效品為玻璃光管燈， 內部的LED 燈帶使用單組份室溫固化硅橡膠粘結固定在玻璃管上， 固膠部位燈帶上的LED 燈珠出現發黃變暗現象。失效燈珠封裝膠的材質為硅橡膠， 使用SEM&EDS 測試封裝膠的元素成分， 發現其比正常燈珠封裝膠成分多檢出了硫（S） 元素， 測試結果如下圖所示。

　　通常硫磺、有機二硫化物和多硫化物等含硫物質可以作為硫化劑， 使橡膠發生硫化交聯反應， 從而使橡膠的結構改變， 呈現出顏色發黃變暗、熱分解溫度升高的現象。

　　通過TGA 測試燈珠封裝膠體的熱分解溫度可知， 失效燈珠封裝膠在失重2 %、5%、10 %、15 %和20 %時的溫度均比同批次良品封裝膠相同失重量的溫度高出25 ℃以上， 封裝膠熱分解曲線如下圖所示， 證實了封裝膠因發生硫化交聯導致其熱分解溫度升高的現象。使用ICPOES進一步對起固定作用的單組份固化硅橡膠進行化學成分分析， 檢出其中含有約400 ppm 的硫（S） 元素。

　　由此可知， LED 燈珠發黃變暗的原因為玻璃燈管內粘結固定用的單組份室溫固化硅橡膠在固化過程中揮發出的含硫（S） 的氣體侵入到了LED 封裝膠中， 使封裝膠發生了進一步的硫化交聯反應，而再次硫化交聯導致封裝膠體變黃變暗。后續用戶改用未使用單組份固化硅橡膠的塑料燈管則未出現燈珠變色的現象。因此， LED 生產方在產品設計選材和制造時應考慮產品各部件所用不同材料相互間的匹配性， 避免因材料的不兼容而導致后續出現可靠性問題。