LED機械應力失效分析

1 、失效模式：

　　產品中相同結構手插件 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：

　　組裝時的機械應力導致 LED 引腳移位，使外引腳和內金線脫離而開路。

　　• 產品組裝時因 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， LED 本體將向后移（ LED 已經焊接在 PCB 上，兩引腳固定），兩引腳同時承受彎曲應力；

　　在下面位置的 LED 引腳暴露較短， LED 后移時承受比上面位置 LED 更大的彎曲應力，當該力大于 LED 塑封體對引腳的阻力時，引腳發生位移并破壞 LED 塑料本體發生失效。

　　• 器件過波峰時無模具固定 LED 位置， LED 易偏移，在組裝時需對器件位置矯正，當矯正距離和力夠大時也會造成 LED 承受機械應力。

　　• 在上面位置的 LED 由于引腳長，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: 外觀檢測和 X-RAY 檢測

　　• 器件內部金線在釬焊端與引腳（正極）開路，引腳存在位移（ figure 5 、 7 、 9 ）；金線斷口成尖形，為金屬機械拉尖（ figure 6 、 8 、 10 ）；

　　• 在 #3 樣品外觀可觀察到引腳錯位（ figure 13 ）和塑封外殼破損（ figure 12 ）。

　　結合 1 、 2 說明引腳承受了向外的拉伸機械應力；

　　發生位移量大的引腳均是與金線釬焊的引腳（正極），因為該引腳線性度較大， 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；說明焊接后 LED 本體曾向前移動。（由于 LED 塑封體對負極引腳的阻力較大，因此當向前推時負極整體引腳不易移動，而只能是局部區域發生位錯）。