汽車晝行燈出光異常原因分析

摘要

針對汽車晝行燈出光異常的現象，本文通過通電測試復現了客戶描述的LED燈珠弱亮現象，反向漏電測試結果說明LED弱亮由漏電引起，通過切片研磨的方式去除PCB后的漏電測試結果說明漏電來自于LED燈珠內部，進一步的開封、顯微紅外定位和SEM觀察發現LED芯片存在明顯的裂紋，驗證實驗在一定程度上說明芯片產生裂紋的原因為其耐熱焊接性能較弱。

1 案件背景介紹

客戶反饋其所生產晝行燈的光源模塊（圖1左）在生產測試階段出現出光異常現象，該模塊由控制電路和5顆串聯的LED燈珠構成（圖1右）。失效現象表現為低電流（300μA）驅動LED燈珠時，個別燈珠出現弱亮，失效比例約1%。

圖1 失效樣品和電氣原理圖

2 測試分析概述

對樣品的外觀檢查和X-Ray透視均未發現明顯異常；通電測試、反向漏電測試的結果說明LED弱亮的原因為漏電；去除PCB板前后的反向漏電測試結果基本無差異，說明漏電與PCB狀況無關；紅外熱像定位了漏電位置，與芯片開封后的裂紋位置對應。

LED芯片的應力主要來自于三方面：機械應力、過電應力和熱應力。外觀檢查未發現燈珠表面及附近有機械應損傷，且燈珠開封后，芯片裂紋附近也未見明顯的機械損傷；開封檢查中LED燈珠內部結構清晰，未發現任何過電燒毀跡象。因此，熱應力導致裂紋出現的可能性較大。

根據標準GBT2423.28-2005《電工電子產品環境試驗 第2部分：試驗 試驗T：錫焊》中規定的試驗方法1A，對客戶提供的未使用過的燈珠進行耐焊接熱測試，測試結果顯示：被測22顆燈珠中有4顆芯片邊緣出現了裂紋（圖8），實驗結果說明該款燈珠的耐焊接熱性能較差，這是導致本案失效現象的根本原因。

圖2 外觀檢查和X-Ray透視

圖3 通電測試和反向漏電測試

圖4 光參數測量

圖5 去除PCB板后的漏電測試

圖6 開封照片

圖7 Thermal EMMI熱點圖與裂紋SEM照片

圖8 驗證試驗SEM照片

3 結論

本案的失效現象為光源模組中個別LED燈珠弱亮，失效機理為LED芯片出現裂紋導致漏電，失效產生的根本原因為燈珠的耐焊接熱性能不良。

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