关于CREE XHP.2灯珠,两个核心亮两个核心不亮的问题我来分析下

somn_song

众所周知，目前CREE系列单灯珠发光效率和亮度最高的为XHP.2系列灯珠XHP这个单词来源于官方缩写，中文意思大概是至尊高压led系列
Cree Extreme-High-Power XHP LEDs但是这个东西出来后，广大坛友直接或间接的受到一些影响，觉得这个灯珠比较容易坏，经常出现两个核心亮两个核心不亮的的问题，比较严重的事故就是I记XX80系列的翻车事故，听说翻修回来后还有一部分网友继续掉坑
下面我给大家来分析一下这个灯珠的不良问题的造成
以下仅为个人观点，不代表任何组织或厂家
众所周知xhp.2系列（以下简称 二代灯珠）比较不耐热，但是官方给出的参数是最高85摄氏度可正常工作的
普及一下没有温度计的情况下，体感温度，人体温是37摄氏度，体表温度约为33-35摄氏度，45-50摄氏度为手摸感觉很热但是能勉强拿得住的东西，55-60度为用手摸完全拿不住，一摸就会被烫回来的感觉，海平面水开的温度是100度，85摄氏度那就是你用手准备摸这个东西，还没摸到就会感觉热感觉到危险的那个样子

图中为左为二代50灯珠，去果冻去荧光粉，可以正常亮。中为坏70灯珠，去掉芯片只剩基板。右为好二代70灯珠一个



以下为70灯珠正面反面放大图



以下为二代50灯珠核心的放大图片，大家可以放大图片仔细看一下，每个核心上都会分成两部分，其中一侧带有密密麻麻的小点，另外一侧的边上是没有那些小点的，那些小点则是发光的pn结
名词解释
芯片倒装：LED正装芯片是最早出现的芯片结构，也是小功率芯片中普遍使用的芯片结构。该结构，电极在上方，从上至下材料为：P-GaN，发光层，N-GaN，衬底。所以，相对倒装来说就是正装。为了避免正装芯片中因电极挤占发光面积从而影响发光效率，芯片研发人员设计了倒装结构，即把正装芯片倒置，使发光层激发出的光直接从电极的另一面发出(衬底最终被剥去，芯片材料是透明的)，同时，针对倒装设计出方便LED封装厂焊线的结构，从而，整个芯片称为倒装芯片(Flip Chip)，该结构在大功率芯片较多用到。






这个50二代是疑似有问题的，就没用，拿来研究了，4.6低电压的时候就会出现其中一个核心几乎不亮的情况，但是电压上升到4.8v的时候几个核心亮度就一致了。
以前买焊接好的基板灯珠这种情况相当多，50 10个里边至少有2 3个这样的，70可以说只有两三个好的，其他7 8 个都是低压情况下核心亮度不均匀的，但是这样的灯珠电压高于4.8v以上四个核心亮度就完全一样的，高电流50.2@3a 70.2@5a也是持续点亮也是没有任何问题的，商家给的解释说四所有的核心vf值难免不一样，所以会造成这样的问题，对于这样的问题当然不认可，但是没办法，上电商家就会找各种理由不给更换



后来我这边灯珠都是单独买来的基板和灯珠自己焊接，使用低温焊锡膏，熔点@130度，设定焊接温度150度则锡浆熔化非常完全，普通smt贴片使用的锡浆为Sn63/Pb37 熔点约为183摄氏度，焊接温度至少要在205度以上。
但是别小看这几十度，以前也用普通锡浆焊接过70二代灯珠，实际测试，xhp70二代系列灯珠温度195度30秒以上的焊接情况下，焊接过后出现核心亮度不均匀的情况概率非常高，几乎有7-8成会出现这样的情况
后期使用低温锡浆焊接温度150度，反复多次焊接，每次20-30秒，ps：累计1-2分钟的加热时间，几乎不会出现亮度不均匀的情况
ps：之所以有的时候灯珠需要反复焊接，因为锡浆放多放少没准，有时候一边放多了的话，锡化了，灯珠是歪的，这种情况下需要用镊子轻压灯珠，把下边的锡挤出来，保证灯珠的电极和基座完全贴合在极板上，这样才能保证灯珠的散热
以下，各位淘宝买灯珠的朋友，买来灯珠可以测过来仔细看看，看看有没有以下的情况发生








下边分析一下50二代的灯珠为什么会出现两个核心不亮的情况呢？
一般现在50或者70灯珠大部分都是采用双锂驱动，四个核心两并两串，这样只要两组串联的核心其中任意一个核心出现问题，就会出现这两个核心不亮的情况
为什么会出现坏的情况呢？答案就是
虚！！焊！！了！！
为什么造成虚焊呢？分析原因
1，出厂焊接时温度过高，造成核心的发光点pn结脱焊，直接现象就是部分pn结（少于所有的，一部分）pn结导通，或者正极脱焊部分，和另外一组相比导电面积变小，过电流更大，这样高电流持续高温点亮，烧掉一组其中的一个，造成一组不亮，坏是早晚的事情
2，出厂焊接不好，造成灯珠和极板之间锡少，或者焊接不良，直接造成散热不良，高温持续点亮后，热量不能及时通过基板导出，芯片与灯珠座之间温度过高，造成发光芯片脱焊，最终造成不亮，但是不过超大电流的话，两个一起坏的几率几乎没有，坏也是一组一组的坏以前这种一半亮一半不亮的灯珠，去掉果冻，用镊子压着不亮的两个核心，高温250度，放凉了，奇迹的就是四个核心都亮了，但是时间长了或者过大电流还是会坏，即使都亮了你也不能蓝着用不是？





关于灯珠四个角打磨的问题，倒装芯片不存在金线的问题，纯就是芯片按在极板上焊接好，正面的电是通过极板的金属过孔传到反面的，过孔约在灯珠的2/3处，在正面透镜的投影下边按照灯珠中间的7mm直径圆的透镜来打磨，只要不打磨进透镜里边，全不会碰到灯珠致命地方的，所以不会存在打磨到金线断了不亮的情况，有特殊需要的朋友完全可以打磨了灯珠装在合适的7mm孔内严丝合缝，但是一定要注意灯珠上下电路和灯杯之间的绝缘问题哈





综上CREE XHP系列灯珠，出现问题的比较多，主要就是要么出厂焊接温度过高，已经半残了，要么出厂焊接温度不够造成虚焊，导热不及时，坏是早晚的事情。
焊接良好，没有虚焊的情况下，灯珠几乎不会损坏，因为厂家宣称led最高工作温度是85摄氏度。核心能达到85℃你的手电筒外壳起码就要超过75℃以上了，超过60℃那就已经拿不住了，除非你开了开关忘了，装在一个密闭的盒子里盖上几层衣服，手电筒还不带自动降档，这个情况下，电池爆炸，肯定要比灯珠提前，一般锂电池的工作温度是55到60℃。焊锡即使是低温焊锡，熔点也是130度，灯珠是用150度的温度焊上去的，即使在使用过程中，灯珠焊锡化了掉下来了，灯珠都不应该先坏，重新焊回去应该都是亮的，坏掉的原因只有一个，因为散热不良，造成灯珠核心温度急剧上升，等不到锡化，直接烧坏了。焊接良好，没有虚焊的灯珠烧坏只有一种现象，就是把果冻烧糊了，你们也见过，那才是真正的烧坏
本人经营淘宝店铺出售diy xhp.2系列手电筒，自去年8 9 月份至今也至少出售150余支了，目前从来没有一只出现灯珠一边亮一边不亮的情况翻修回来的，以上仅代表个人观点，欢迎大家讨论
请以后别再别再黑xhp系列的二代灯珠，坏的毕竟是少数，为什么坏都没搞清楚就出来黑，cree的工厂要是出个新品这么多不良，早就召回了，他们还做什么

mscdex

高人

                               
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somn_song

mscdex 发表于 2018-2-26 02:13

                               
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高人

感谢版主支持

                               
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阿三。

好久没有看到技术贴了

青春之歌

根本不是焊接的事，就是灯珠本身有问题！

青春之歌

我买了2个，都出现一半亮一半不亮的情况

山人

青春之歌 发表于 2018-2-26 07:48
根本不是焊接的事，就是灯珠本身有问题！

还是有非常大的关系的
人工焊问题多些
机器焊还好

somn_song

青春之歌 发表于 2018-2-26 07:49

                               
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我买了2个，都出现一半亮一半不亮的情况

我以前也买现成的，后来因为商家焊的有问题，现在都是自己一个一个焊，商家都是王4520个基板直接抹上锡浆摆上灯珠等着锡化的，基板本身不平，会造成有的基板没接触在焊台上受热不均匀，以至于有的锡没化，或者说贴在焊台上的基板受热过了，非常不好把握。一个一个焊就不会出现这样的问题，并且一个一个焊基板锡多少也会决定灯珠贴合基板的程度，所以每个焊接的时候我都要压住灯珠等凉，保证灯珠贴在基板上完全贴合。我这么说不是为我自己做广告，完全是为了不给自己找麻烦，卖出去的东西贴着运费贴着功夫贴着配件给人保修，不如做的时候提前做好，省的后期麻烦，也是省钱。但是你指望一月销售几千的商家给你一个一个焊么？萝卜快了不洗泥！！

somn_song

青春之歌 发表于 2018-2-26 07:48

                               
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根本不是焊接的事，就是灯珠本身有问题！

以往的diy都是灯珠焊接一个商家，组装是你自己，买来灯珠都是成品，灯珠坏了自然就归结于灯珠有问题，上手电筒前你上4.6v电压试过么？看看四个核心是不是亮度一样？侧过来看看灯珠是不是完全贴合基板了？
有的商家都不懂得用低温焊锡，那些买来的灯珠150℃锡都不化，我在论坛里说到低温焊锡的时候大家首先关心的是灯珠是个热老虎，会不会把锡烤化了，“低温焊锡”也是相对于普通焊锡，温度偏低，也不是泡在开水里就能化的
如果整个流程都是你自己做的你当然就能很容易找出问题所在从而避免再次出现问题

heiheihaha

牛人啊

打个嗝

那CREE官方的DS上的回流焊温度曲线上写了，最高温度235-245度，时间20-40秒。如果是按照这个温度曲线搞出大量不良来，那cree也是要负很大责任的。所以个人对焊接温度过高这个观点持怀疑态度。

飞去来也UFO

技术贴顶

一骑红尘zsj

学习了

somn_song

打个嗝 发表于 2018-2-26 09:28

                               
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那CREE官方的DS上的回流焊温度曲线上写了，最高温度235-245度，时间20-40秒。如果是按照这个温度曲线搞出大 ...

波峰焊和手工焊接是不一样的，波峰焊接要求温度阶梯平稳上升，不是想怎么加热就怎么加热的，技术参数也有写LED junction tenperature 150℃，虽然不晓得是个什么参数，字面意思是叫结温度，应该是核心芯片那个最大的温度。
个人加工能在焊接良好的情况下尽量去降低温度，保护核心不出现坏的情况，才是最重要的
我不跟CREE较劲，我就知道少坏一个我就省60大洋
以上观点只代表个人观点，不代表任何厂商或组织，论坛买我2代灯珠电筒的朋友也不少，从来没有一例灯珠不良的，我敢这样说就不怕被打脸

山人

打个嗝 发表于 2018-2-26 09:28
那CREE官方的DS上的回流焊温度曲线上写了，最高温度235-245度，时间20-40秒。如果是按照这个温度曲线搞出大 ...

有和CREE深圳这边的负责技术的有探讨过
说是手工焊
温度变化太快
容易拉裂里面的某些部位

反正用贴片机没有发现这个问题
但是一代怎么玩，也没这个问题

山人

somn_song 发表于 2018-2-26 10:34
波峰焊和手工焊接是不一样的，波峰焊接要求温度阶梯平稳上升，不是想怎么加热就怎么加热的，技术参数也有 ...

高手

打个嗝

somn_song 发表于 2018-2-26 10:34
波峰焊和手工焊接是不一样的，波峰焊接要求温度阶梯平稳上升，不是想怎么加热就怎么加热的，技术参数也有 ...

不是让跟CREE较劲，是我DIY也遇到了核心亮度不一样或者死灯的问题，不良率高达50%。想我找到真正导致LED损坏的原因，毕竟官方给的焊接温度他肯定要负责的。但因为我不是商家不是工厂，没有那么多的样本和条件去试验探索焊接条件。只能多焊几颗挑出能用的用。代价也蛮高的。您提出的低温焊接的确是解决不良的好办法，目前就只能用这个方法来避免不良了。

somn_song

山人 发表于 2018-2-26 11:58

                               
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有和CREE深圳这边的负责技术的有探讨过
说是手工焊
温度变化太快

我也是觉得，咱们做手电才能用几个灯珠，CERR这么大工厂不可能就靠这么几个玩手电筒的养着吧，要是出厂都下样，他们早就混不下去了

somn_song

打个嗝 发表于 2018-2-26 12:06

                               
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不是让跟CREE较劲，是我DIY也遇到了核心亮度不一样或者死灯的问题，不良率高达50%。想我找到真正导致LED ...

在人家地盘玩游戏，就得遵循人家的游戏规则哈，二代确实是娇气，但是觉得只要第一次装好了，也不那么容易坏

aaclsh

其实他说的没错，飞利浦和欧司朗的倒装就没出现过这温度问题！！cree以前的垂直芯片烧好久都不会现过这问题！二代灯珠的问题是出现在核心上，核心温升膨胀系数和底面导电银胶膨胀系数不同！高温后核心会产生大量形变！把底面银胶挤蹦了！核心脱离导致不亮！除非cree改变银胶工艺，让核心和胶水的膨胀系数达到一致，才有可能解决这个问题！