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發光二極管常見的故障有哪些？
發光二極管（LED）作為半導體器件，雖然壽命長、可靠性高，但在使用過程中仍可能因設計、安裝、環境或老化等因素出現故障。常見故障可分為電氣故障、光學故障和物理損壞三大類，具體如下：
一、電氣故障：電路連接或內部結構異常
這類故障直接影響LED的導電性能，導致無法正常工作，是最常見的故障類型。
1. 開路（斷路）
- 現象：LED完全不發光，萬用表檢測正向、反向均顯示“OL”（無導通）。
- 原因：
- 內部芯片燒毀（過流、過壓導致PN結擊穿后斷裂）；
- 引腳與芯片焊接點脫落（振動、高溫導致虛焊后斷開）；
- 引腳氧化或腐蝕嚴重，形成斷路（長期暴露在潮濕、腐蝕性環境中）。
2. 短路
- 現象：LED不發光，萬用表檢測正向、反向均導通（顯示極低電阻或電壓），若串聯在電路中可能導致電源短路。
- 原因：
- 內部芯片擊穿（瞬間高壓或浪涌電流導致PN結擊穿，形成短路通道）；
- 引腳間有焊錫、灰塵等導電雜物，造成外部短路；
- 膠體破裂后，水汽進入導致內部電極短路。
3. 反向漏電
- 現象：LED正向可發光，但亮度偏低；反向施加電壓時，有明顯電流流過（萬用表反向測試顯示非“OL”），長期使用可能導致電路異常。
- 原因：
- 芯片質量缺陷（反向耐壓不足）；
- 長期工作在高溫環境，導致PN結反向特性退化。
二、光學故障：發光性能異常
LED雖能導電，但發光效果不符合預期，可能影響使用功能。
1. 發光暗淡或亮度不足
- 現象：導通正常，但亮度明顯低于同型號新品，或隨時間逐漸變暗。
- 原因：
- 驅動電流不足（限流電阻過大，或驅動電源輸出電流偏低）；
- 芯片老化（長期高電流、高溫工作，導致量子效率下降）；
- 膠體老化（透明膠體因紫外線、高溫變黃，透光率降低，常見于白光LED的熒光粉層老化）。
2. 發光顏色異常
- 現象：發光顏色與標稱不符（如紅光變橙光、白光偏色），或同一批次LED顏色差異大。
- 原因：
- 芯片材料偏差（不同波長的芯片混合使用，如紅光芯片波長從620nm偏移到630nm，顏色偏暗）；
- 白光LED熒光粉問題（熒光粉比例失調、老化或脫落，導致色溫偏移，如冷白光變偏黃）；
- 驅動電流過大（部分LED在高電流下，波長會發生微小偏移，尤其藍光、綠光LED明顯）。
3. 閃爍或忽明忽暗
- 現象：發光不穩定，隨時間或電壓波動閃爍，尤其在低電流驅動時明顯。
- 原因：
- 接觸不良（引腳虛焊、焊點氧化，或插座松動導致導通時斷時續）；
- 驅動電源不穩定（如交流轉直流時濾波不良，存在紋波電流）；
- 芯片老化導致伏安特性不穩定（導通電壓隨溫度波動明顯）。
4. 局部發黑或死燈
- 現象：膠體內部出現黑色斑點，或部分區域不發光（常見于大功率LED）。
- 原因：
- 芯片局部過熱（散熱不良，導致芯片某區域燒毀，形成“死區”）；
- 熒光粉局部失效（白光LED中，熒光粉因高溫碳化發黑，遮擋光線）；
- 靜電損壞（芯片某一區域被靜電擊穿，導致局部不發光）。
三、物理損壞：結構或外觀破壞
多由外部機械力、環境因素導致，常伴隨電氣或光學故障。
1. 膠體破裂或裂紋
- 現象：LED透明膠體（環氧樹脂或硅膠）出現裂紋、缺口，甚至完全碎裂。
- 原因：
- 機械沖擊（安裝時用力過大、掉落撞擊）；
- 溫度驟變（冷熱循環導致膠體與引腳熱脹冷縮不一致，產生應力開裂）；
- 膠體老化變脆（長期暴露在紫外線、臭氧環境中，材料性能退化）。
2. 引腳損壞
- 現象：引腳彎曲、斷裂，或焊接點脫落。
- 原因：
- 安裝時引腳受力過大（如手工插件時用力掰彎引腳，導致根部斷裂）；
- 焊接溫度過高或時間過長（引腳與芯片的焊接點被高溫熔化脫落）。
3. 膠體變色（非發光顏色）
- 現象：膠體由透明變為黃色、褐色，尤其在高溫、強光環境下明顯。
- 原因：
- 膠體材料老化（環氧樹脂長期受紫外線照射或高溫，發生氧化降解）；
- 接觸化學物質（如油污、溶劑腐蝕膠體表面，導致變色）。
四、故障預防建議
- 避免過流、過壓（需串聯合適限流電阻，使用穩壓驅動電源）；
- 保證散熱良好（尤其大功率LED，需設計散熱片，避免高溫老化）；
- 防止靜電損壞（焊接時使用防靜電設備，存儲時避免摩擦產生靜電）；
- 避免機械沖擊和潮濕環境（選擇密封型LED，安裝時輕拿輕放）。
了解這些常見故障及原因，可幫助快速排查問題，延長LED的使用壽命。
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