2008年的时候，刚毕业的我认为发光的东西都是亮瞎人眼高科技的产品。那个时候LED是多么的高大上啊。我和几个同学一头就扎进去了，现在很多同学都靠岸了，而我还在LED海中游荡。

当年我第一次接触LED是CREE的XR。当时我内心相当的震撼，LED这个产品还能做成艺术品一样绚丽，晶莹剔透，还能发光。圆金属环托起一个玻璃透镜，中间躺一个芯片，两条金线伸出来。当时的价格也是非常昂贵的，1pcs当时折合人民币24-28元呢。当时还在想，我进去了一个高科技领域，前途无量啊。

当时封装形式不是很多，除了像CREE XR系列的朗伯型封装以外，其次就是LAMP LED引脚式（同食人鱼封装）的封装。将LED CHIP放在支架的碗杯中进行邦定，通过环氧树脂进行封装。

随着时间推移，科技快速的进步，成本大幅度下降，LED慢慢被全世界人民接受了。同时，LED也逐步出现了诡异的现象。比如说：LED器件出现了发黑。

就像我们生活中的现象一样：以前辣椒里面没有苏丹红，牛奶里面没有三聚氰胺一样，不知道啥时候就冒出来了这么多有毒的添加剂。生活和科技都有很多类似的现象，诡异的事情总是因为重大事件才出现公众的视野里。

今天我想和大家交流的主题就是LED发展过程中出现的发黑现象。很多LED发黑是一个致命的瑕疵，所以一旦出现这个现象，估计就是大事件，一般都不会善了。芯片、封装、材料、应用就会相互扯皮，相互伤害。每个LED的环节都说自己没有问题，和自己没有关系。应用端灯具工厂看着一批发黑的灯具欲哭无泪，对于芯片、封装、材料来说，他们的成本占比相对比较少，损失是最少的，只有应用这边才是承担了所有的风险和损失。当然灯具厂也不是吃素的，反正大家都不找（不到）自己的问题，那么都统统扣款呗。

这么一来，应用灯具厂扣了套件厂、封装厂的货款，封装和套件扣了胶水、芯片、支架和材料厂的钱。相互的伤害才刚刚开始，大家都像一只只受伤的小鸟一样，都成了惊弓之鸟。

很多封装大厂（国际、台湾、大陆）一开始还是比较强势的，认为客户应用领域厂使用环境不符合他们LED的使用环境；LED灯具厂就很霸气地回应，我就这样，你爱改善不改善，大不了换供应商。

当大家准备相互放弃的时候，慢慢发现整个市场都是一个情况：封装工厂里别的客户也发黑；灯具厂商中别的供应商，也发黑。这时大家才慢慢变得理性起来，一起协助找到根本原因，一起找应对办法。

新一轮合作又开始了。

好吧！说完故事，我们还是要回到今天的主题：LED发黑分析（排除杂物混进胶体中的现象）。

首先，我们聊一下LED发黑的种类。一种：LED 发光面黄色胶体部分发黑。另外一种是LED内部发黑。内部发黑又衍生为芯片上部发黑和芯片周围的支架反射层发黑，或者两者发黑都有。

先看外部胶体发黑的迹象：黄色功能区外部一个黑点向内渗透发黑。这种现象在COB比较常见。COB表面发黑的时候，着实把大伙都吓一跳。从没有见过这么大的黑点，关键也不知道黑点从哪里来的。我们在焊接电源导线的时候就没有发现这个点，灯具老化后出货外观检验发现了这个。灯具厂吓坏了，以为出现了大批量的致命风险，不敢出货，马上找封装厂来现场。在一片抱怨和责骂声中，封装厂sales也被吓傻了，担心货款还能不能收回来。然后又拉上硅胶厂或者支架厂，人就越来越多。

喧嚣过后，大家都冷静了，再来解决问题。我们再来分析现象：发黑的硅胶切面是从硅胶外部向内的一个失效现象，发黑的周围还有油脂类的残留物。此过程判定为外来物的污染，如此就很好找到源头了。助焊剂作为疑凶就被列为首犯，通过实验很快就能重现了。

助焊剂为环氧树脂类，LED使用的是硅胶，而它们化学不相容。

硅胶切面发现黑点从外向内渗透

外部发黑都过普通实验就很好分析出来了。那么内部发黑可就没有那么容易就发现了。我们通过几个典型案例分析一下内部发黑的几种失效方式。

案例一：客户用 5630 （有的人也叫5730，虽然他们结构会有差异）制作的整灯经老化 12 小时后，荧光粉区域出现发黑现象。抽检老化 50 条出现 7 条发黑问题。对出现异常的灯管测试时会出现：色温蓝移，光通量下降的现象。发黑部位及发黑情况的确认。

由下图组可见，变黑是存在于胶体和支架反射层之间（胶体与支架的镀银层接触部位），与芯片、绝缘胶及 PPA 接触的胶体变色不是很明显。测量正常点亮时测量 LED 的管脚温度，热稳120分钟以后TS=55℃，温度不足以引起胶体和支架发黑。

  整板发黑样品

了解到客户更换了整灯的堵头，怀疑为堵头在整灯点亮老化时受热挥发出的物质于LED反应导致LED发黑，所以做以下两组试验：

a、使用一款Br含量较高的塑料制品（已知材料属性）与 5pcs 正常 LED 放置于密闭容器中于100 ℃放置15h，发现LED出现发黑现象，但由于塑料制品量比较少，照片不是很明显反应出变色（见图6，高还原的显示器可以看出清晰发黑迹象）。

 b、将客户样品上的堵头剪碎与 5pcs 正常 LED 放置于密闭容器中于100 ℃老化15h， 发现LED同样出现发黑现象（见图 7）。

我们来聊一下为啥发黑说致命的呢？很多发黑的LED导致光通量出现急剧衰减（70%）

案例二：上一个案例是比较早期的分析方式，通过排除法确定污染物的来源。下面这个案例则通过现代科技方式进行科学的分析。SMD-LED应用于密闭的光源中(灯管，球泡灯，GU-10 等含密闭灯罩的光源)，点亮测试合格后涂抹密封胶，盖上灯罩进行老化测试，点亮一段时间后发现光衰，拆开观察LED镀银层有发黑现象。

经频谱检测这些发黑LED的发黑部位的元素成分，该部位检出超标卤素或者硫元素; 而未经使用的LED, 则均未检出该等卤素硫元素。以下为检测结果: 发黑部位发现 Br 元素，未使用的LED未见异常两种元素。

案例三：LED内部硅胶碳化（发黑）。分为急性和慢性，大家可以慢慢体会下面两种失效方式。

以上三个案例对于内部发黑的三种分析办法，第一种是排除法，成本比较低廉，但是不能从源头上找到具体污染物。第二个案例是比较科学分析办法，但是成本高。第三个案例没有列举分析方式，直接把结果晒出来，为了下一次写续集具体分析做个铺垫。大公司对待大客户一般都是采用第二种分析方式。以科学的分析和数据说话，是最好的证据和法律文件（在纠纷时的法律依据）。同理：其他卤族元素污染或者S污染或者氧化（镜面银与氧气反应）的分析方式方法都大同小异。

好了，今天我在这里把发黑的情况特别拿出来聊，是因为在LED发展历史上有着非常重要的影响的一页。对于很多LED企业来说，都付出了沉重的代价或者花费高价钱学到了很多经验。我也经历了很多起类似事件。每次遇到，结局上都有坏账的风险或者赔偿的风险。具体我就不举例了。珠三角很多封装大厂、长三角也有很多大厂都出现了类似的情况。一批发黑灯具就只能报废处理，除非还能拆除一部分零件，造成的损失至少是十几万或者几百万不等（有可能还是某些公司命运的转折点）。

我们定义：光通量为初始光通量70%就是灯具的寿命终点，而发黑就提前寿命终结。另外，发黑会导致发光颜色出现诡异的蓝移。本来是一个暖色的光照，慢慢变成了一个冷色的；冷色的光照慢慢的变成了一个蓝色光照。内部出现发黑（金线与支架绑定处氧化会导致金线剥离支架）出现死灯的风险也大大加剧了。

前面阐述了CREE XR LED、食人鱼LED、LAMP LED，他们是LED早期封装形式的代表。这几类产品很少出现内部发黑，但是不能说不发黑。CREE XR的是通过对LED进行抽真空或者充氮气的环境中进行封装的。所以虽然XR里面也有金属反射层，氧气或者其它还原性气体很难进去，从而减少了内部发黑的概率（除非密封性不好）。我们再看看LAMP、食人鱼LED，他们是典型的引脚式封装，通过高气密性的环氧树脂类去封装，也减少污染类气体渗透进去。但是这些LED裸露在外面的金属部分仍然存在被污染发黑的情况，不过SMT或者插件作业以后，对其可靠性影响不是特别大。

相信到这里大家都初步认识了LED发黑的简史，那么今天就到此结束了。或许对于发黑的溯源，我们在下集再一起讨论。

相信到这里大家都初步认识了LED发黑的简史。然而光源发黑只是表象，值得再提的是，光源的硫/氯/溴化在LED光源和灯具的生产、存储、老化、使用的每个环节都有可能发生。但很多时候，由于我们缺乏的有效的检测方式、专业设备和专业分析技术人才，不少LED公司做黑化失效分析时通常是靠经验和和猜测，缺乏科学的检测数据和依据。

所以涉及到这些环节的，如果我们想快速有效的预防发黑现象，降低重大品质异常风险概率，或者希望LED灯具应用厂或者贸易商可以放心采购，有必要时，推荐去做一下LED本身和灯具其他的原材料（比如玻纤板、套件、堵头、密封胶等等）无有害物质的（硫溴氯或者可挥发性有机物）鉴定。专业的机构能分析鉴定这些物料是否有可能对LED光源产生潜在的危害，同时也能够帮助企业弥补在设备、人才和专业分析方法方面的短板。

从LED诞生到现在，或者都是大公司自己去进行系统的分析，或者委托给材料分析机构进行分析。经常是自己分析自己的产品，客户不信任。委托给兼职的材料机构，经常会有信息乌龙，因为他们的环境或者设备里面也不能做到对LED有害物质的隔离（其实对其它检测产品没有影响，对LED的影响比较大），也不能做到专业分析方式和预防建议，导致报告没有参考价值。所以像金鉴检测这家LED专业分析机构应运而生了。我去他们的资料库和网站上面学习了一下，他们的分析失效的的方式还算比较科学。对于溯源这块比分别从封装或者应用分开分析，更有深度和广度。下图是我截图的他们的分析图线路，供大家参考。

今天就到此结束了。或许对于发黑的溯源，我们在下集再一起讨论。