Углубленный анализ механизмов отказа светодиодных чипов и упаковки
С быстрым развитием светодиодной технологии ее применение в области освещения становится все более распространенным. Светодиоды с их преимуществами высокой эффективности, энергосбережения и экологичности считаются заменой традиционных технологий освещения. Тем не менее, светодиодные продукты по-прежнему сталкиваются со многими проблемами в практическом применении, особенно с проблемами, связанными со стабильностью и надежностью. В этой статье рассматриваются причины выхода из строя светодиодных чипов и упаковки, а также анализируются лежащие в их основе физические механизмы. Являясь научно-исследовательским и испытательным учреждением, специализирующимся на светодиодной промышленности, лаборатория Jinjian стремится улучшать качество светодиодов, обслуживать все звенья цепочки светодиодной промышленности и способствовать здоровому развитию светодиодной промышленности.
- Электростатический разряд (ESD). Электростатический разряд является важным фактором, приводящим к выходу из строя светодиодного чипа. События ESD могут привести к повреждению светодиодных чипов различной степени, которое можно разделить на мягкий отказ и жесткий отказ. Жесткий отказ обычно вызван чрезвычайно высоким напряжением, что может привести к физическому повреждению внутренней структуры светодиодного чипа, например, пробой электролита или образованию новых путей тока. С другой стороны, мягкий отказ может быть вызван более низким напряжением/током, что обычно проявляется в уменьшении обратного тока утечки микросхемы.
- Ток: Чрезмерный рабочий ток приведет к увеличению температуры перехода светодиодного чипа, что приведет к снижению производительности внутренних материалов чипа. Электроны высокой энергии могут повредить связи Mg-H и связи Ga-N, влияя на активность носителей. Первоначально это может привести к увеличению оптической мощности, но в долгосрочной перспективе приведет к ее ослаблению. Кроме того, скопление тока более сильное в областях с более высокой плотностью внутренних дефектов чипа, что может вызвать электромиграцию металла и в дальнейшем привести к выходу из строя светодиодного чипа.
- Температура. Температура оказывает множественное влияние на светодиодные чипы. Во-первых, с повышением температуры внутренняя квантовая эффективность снижается, что приводит к снижению светоотдачи. Во-вторых, высокие температуры могут ускорить старение материала, влияя на омические контакты и производительность внутренних материалов чипа. Кроме того, высокие температуры могут вызвать неравномерное распределение температуры внутри чипа, создавая деформацию и снижая внутреннюю квантовую эффективность и надежность чипа.
- Температура. Температура оказывает множественное влияние на упаковку светодиодов. Высокие температуры ускоряют старение упаковочных материалов и снижают их эксплуатационные характеристики. Чрезмерно высокие температуры перехода могут привести к выгоранию и карбонизации слоя люминофора, что снижает светоотдачу светодиодов или приводит к катастрофическому выходу из строя. Несоответствие коэффициентов теплопроводности упаковочных материалов может привести к образованию трещин или расслоению границ раздела между материалами, что повлияет на светоотдачу.
- Влажность. Проникновение влаги может привести к снижению светоотдачи светодиодов или даже к катастрофическому выходу из строя. В условиях высокой температуры и высокой влажности влага играет важную роль в образовании дефектов отслоения, которые вызывают снижение светоотдачи светодиодов.
