LED在日常生活中的應用隨處可見,作為現代照明技術的重要器件,其可靠性和穩定性在應用時至關重要。LED的失效模式也有多種形式,本文將分析LED的幾種主要失效模式的機理幫助大家了解,以便提前規避來提高LED的質量。
一.芯片失效
芯片本身有缺陷或者其他原因對芯片造成損傷會造成芯片失效。如果芯片有源區本來就有損傷,那么在使用過程中,有電流通過,會逐漸退化直至失效,同樣也會造成燈具在使用過程中光衰嚴重直至不亮。鍵合工藝不合適會造成較大的應力,熱量積累也會導致產生的熱機械應力隨之加強,導致芯片產生裂紋,工作時的電流通過還會使裂紋進一步變大,直至器件完全失效。若金屬化層與芯片氧化層之間粘結工藝不良,在使用過程中會導致芯片粘結層完全脫離粘結面而使得樣品發生開路失效,同樣也會造成LED在使用過程中發生“死燈”現象,可能是在沉淀金屬化之前,氧化層受到玷污,或者存在水汽,這種失效是芯片本身制程工藝有問題而導致的。
二.環氧樹脂材料劣化
封裝所用的環氧樹脂材料,在使用過程中會發生劣化問題,致使LED的壽命降低。其中由于光照或者溫度而造成透光率的劣化問題對LED影響最為嚴重,在芯片發光效率相同的情況下,靠近芯片的環氧樹脂明顯變成黃色、繼而變成褐色,在由藍光激發黃色熒光粉發出白光的LED中,封裝透鏡變成褐色會影響其反射性,使得發出的藍光不足以激發黃色熒光粉,從而使得光效和光譜分布發生改變。
三.腐蝕
空氣中的水汽滲入封裝材料內部,會造成引線變質、PCB銅線銹蝕等問題,甚至導電離子還會駐留在芯片表面,造成漏電。此外,封裝質量不好的器件,由于空洞率過高,也會造成器件的腐蝕。
四.導電膠粘結不良
導電膠用于背面有電極的LED芯片進行粘結。導電膠的使用有嚴格的規范,必須儲存在低溫環境中、嚴格控制固化的溫度和時間、基板必須保持干燥、粘結界面必須保持清潔無污染。若規范未達標,可能造成導電膠固化不良,進而導致粘結不良,使得導電膠與芯片或者引線架開裂,LED工作不穩定、串聯電阻增大、擊穿電壓加大甚至斷路。
五.鍵合不良
鍵合是LED封裝中的一個重要步驟,鍵合不良也會導致芯片的損傷,同時還可能會造成鍵合絲損傷、鍵合絲與芯片或引腳間的鍵合強度不夠。
六.封裝結構設計不當
LED芯片采用的材料相比于Si芯片來說更薄、更脆。不當的封裝設計會導致內部存在應力,機械應力在LED芯片的兩個電極之間形成相對的剪切力(剪切力是指物體內部或不同物體接觸面上因相對移動而產生的力,這種力能夠使物體發生剪切變形,導致物體內的各部分沿著平行于作用面的方向產生位移),通過凸點直接作用到LED芯片上,可能會導致芯片開裂或者功能退化。需要對封裝進行改進,如在芯片和基板之間添加填充物為芯片提供機械支撐等。
七.溫度
溫度一直也是影響LED光學性質的重要因素。LED系統熱阻不變的情況下,如果封裝引腳焊接點的溫度升高,會使得結溫也隨之升高,從而導致LED提前失效。LED結溫升高會使得環氧樹脂材料發生異變,從而增加了系統的熱阻,使得芯片和封裝之間的受熱表面發生退化,最終失效。
八.電流
LED使用不當,過電流或者靜電沖擊就會損傷LED的芯片,造成芯片斷路,形成電過應力失效。如果材料電阻率較高,在生產過程中因靜電產生的感生電荷不易消失,當電荷累積到一定程度時,會造成很高的靜電電壓,當電壓超過材料的承受能力時,會造成擊穿并放電,使得器件失效。大電流則是因為外部正向電壓過大、LED特性退化、散熱不良導致器件發生熱奔等原因造成的
關于LED失效的分析就到這里,通過上文對LED各種失效原因的分析,相信大家對如何提高LED可靠性有了更好的認識。文章若有不當之處歡迎各位朋友予以指正和指教;若與其他原創內容有雷同之處,請與我們聯系,我們將及時處理。若您對LED的成品質量與產量有較高要求,我司的真空回流焊爐/真空焊接爐也可滿足您的需求,您可與我們聯系共同討論,或前往我司官網了解。
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