【金鉴预警】镀银层氧化造成LED光源发黑现象越来越多，成因复杂

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金鉴接触的案例发现镀银层氧化的原因可能有：

1.镀银层过薄

市场上现有的LED光源通常选择铜作为引线框架的基体材料。为防止铜发生氧化，一般支架表面都要电镀上一层银。但铜和银都易氧化并易受空气中各种挥发性的硫化物和卤化物等污染物的腐蚀。如果镀银层过薄，在高温条件下，支架易黄变。金鉴检测在进行很多变色失效案例分析时发现，镀银层的发黄不仅是镀银层本身引起的，而有可能受银层下的铜层影响。在高温下，铜原子会扩散、渗透到银层表面，使得银层发黄。铜的可氧化性是铜本身最大的弊病，当铜一旦出现氧化状态，导热和散热性能都会大大的下降。有研究表明，变色使其表面电阻增加约20～80%，电能损耗增大。另外，封装了的LED光源也会因镀银层太薄，附着力不强，导致焊点与支架脱离，从而使LED的稳定性、可靠性大为降低，甚至导致失效产生。所以镀银层的厚度至关重要。

随着LED产品价格战，电镀企业为了减少成本支出，减薄电镀支架功能区的镀银层。镀银层的厚度，从最初的120迈，到目前的主流40-60迈，甚至最低不管控银厚到8迈。因此我们会经常发现因镀银层过薄造成LED腐蚀发黑的现象。

2. 电镀质量不佳

3. 有机物污染

金鉴还指出，因为电镀过程中会用到各种含有机物的药水，镀银层如果清洗不干净或者选用质量较差以及变质的药水，这些残留的有机物一旦在光源点亮的环境中，在光、热和电的作用下，有机物则可能发生氧化还原等化学反应导致镀银层表面变色。

案例分析：

某电镀厂出货的支架出现大批量镀银层变色现象，委托金鉴检测分析失效原因，用EDS对变色位置进行检测未发现硫、氯、溴等异常元素，通过元素定量分析、扫描电镜和化学溶解等检测手段排除镀银层自身变色，并推断变色位置是在镀银层表面一层低于100nm的有机物上，然后再通过异物鉴定该有机物主要成分为苯并三氮唑（BAT），运用电镀专业知识，金鉴判定该有机物来自于电镀厂使用的保护剂药水，在对该电镀厂使用的保护剂药水进行分析后得出镀银层变色原因是由于其使用的保护剂药水在高温空气环境中易氧化而变成红色。苯并三氮唑苯并三氮唑外观为白色浅褐色针状结晶，可加工成片状、颗粒状、粉状，在空气中氧化而逐渐变红。熔点：98.5℃，沸点：204℃，闪点：170℃，是良好的紫外光吸收剂。在电镀中用以表面纯化银、铜、锌，有防变色作用。BAT与铜原子形成共价键和配位键，相互多替成链状聚合物，在铜加表面组成多层保护膜，使铜的表面不起氧化还原反应，不发生氢气，起防蚀作用。但在用作LED支架镀银层保护剂时需要谨慎，由于保护剂药水来料质量不合格、电镀厂对药水保存不当加之LED使用时处于光、电、高温的恶劣环境，因此对镀银层保护剂药水的选取条件更加苛刻。

在金相显微镜下观察发黑位置，可以看到发黑的位置表面偏红色。

在扫描电镜下观察发黑区域镀银层表面形貌，其表面较粗糙，正常的镀银层在8000倍率下是不能观察到其晶格形貌，所以此形貌为异常现象。

如果将镀银层浸在Na2S溶液中，然后将一半面积提出液面。让其露在大气中，结果浸在Na2S液中的部分不变色，露在大气中的部分却变为蓝色。通过Ag(3d)、S(2p)结合能以及M4VV、M5VV俄歇峰的测定。证明未变色银表面仍为银，蓝色层则是Ag2S。镀银层变色原因是由于O2先将银表面氧化，将Ag转化为Ag+ ，随后Ag+ 和S2-结合生成溶度积Ksp更小也更稳定的Ag2S。这说明除了腐蚀介质和水之外，氧气的存在是促使镀银层变色的重要因素。这是因为银的标准电极电位(0.799V) 比氧的标准电极电位 (1.229V) 低，当有氧气存在时，银在热力学上是不稳定的，可以被空气中的氧氧化，但这个反应是相当缓慢的，因此，在纯净的氧气中银是比较稳定的。由此得知，镀银层浸入Na2S溶液后在大气中的变色反应可表示为：

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