LED芯片失效原理

由于環(huán)境中存在不同程度的靜電，通過靜電感應(yīng)或直接轉(zhuǎn)移等形式LED芯片的PN結(jié)兩端會(huì)積聚一定數(shù)量的極性相反的靜電電荷，形成不同程度的靜電電壓。當(dāng)靜電電壓超過LED的承受值時(shí)，靜電電荷將以極短的時(shí)間（納秒）在LED芯片的兩個(gè)電極間放電，從而產(chǎn)生熱量。在LED芯片內(nèi)部的導(dǎo)電層、PN結(jié)發(fā)光層形成1400℃以上的高溫，高溫導(dǎo)致局部熔融成小孔，從而造成LED漏電、變暗、死燈，短路等現(xiàn)象。

被靜電擊損后的LED，嚴(yán)重的往往會(huì)造成死燈、漏電。輕微的靜電損傷，LED一般沒有什么異常，但此時(shí)，該LED已經(jīng)有一定的隱患，當(dāng)它受到二次靜電損傷時(shí)，那就會(huì)出現(xiàn)暗亮、死燈、漏電的機(jī)率增大。通過案例分析總結(jié)，當(dāng)LED芯片受到輕微的、未被覺察的靜電損傷，這時(shí)候需要掃描電鏡放大到一萬倍以上進(jìn)一步確診，以防更高機(jī)率的失效事故發(fā)生。

led芯片失效原因

1、芯片抗靜電能力差

LED燈珠的抗靜電指標(biāo)高低取決于LED發(fā)光芯片本身，與封裝材料預(yù)計(jì)封裝工藝基本無關(guān)，或者說影響因素很小，很細(xì)微；LED燈更容易遭受靜電損傷，這與兩個(gè)引腳間距有關(guān)系，LED芯片裸晶的兩個(gè)電極間距非常小，一般是一百微米以內(nèi)吧，而LED引腳則是兩毫米左右，當(dāng)靜電電荷要轉(zhuǎn)移時(shí)，間距越大，越容易形成大的電位差，也就是高的電壓。所以，封成LED燈后往往更容易出現(xiàn)靜電損傷事故。

2、芯片外延缺陷

LED外延片在高溫長(zhǎng)晶過程中，襯底、MOCVD反應(yīng)腔內(nèi)殘留的沉積物、外圍氣體和Mo源都會(huì)引入雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)滲入磊晶層，阻止氮化鎵晶體成核，形成各種各樣的外延缺陷，最終在外延層表面形成微小坑洞，這些也會(huì)嚴(yán)重影響外延片薄膜材料的晶體質(zhì)量和性能。

3、芯片化學(xué)物殘余

電極加工是制作LED芯片的關(guān)鍵工序，包括清洗、蒸鍍、黃光、化學(xué)蝕刻、熔合、研磨，會(huì)接觸到很多化學(xué)清洗劑，如果芯片清洗不夠干凈，會(huì)使有害化學(xué)物殘余。這些有害化學(xué)物會(huì)在LED通電時(shí)，與電極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致死燈、光衰、暗亮、發(fā)黑等現(xiàn)象出現(xiàn)。因此，芯片化學(xué)物殘留引發(fā)后期高溫導(dǎo)致的焊點(diǎn)開路性死燈通常封裝廠很難發(fā)現(xiàn)，芯片廠一般會(huì)一筆帶過而封裝廠只能提升焊線工藝，因此判斷芯片表面的化學(xué)物殘留對(duì)LED封裝廠來說至關(guān)重要。

4、芯片的受損

LED芯片的受損會(huì)直接導(dǎo)致LED失效，因此提高LED芯片的可靠性至關(guān)重要。蒸鍍過程中有時(shí)需用彈簧夾固定芯片，因此會(huì)產(chǎn)生夾痕。黃光作業(yè)若顯影不完全及光罩有破洞會(huì)使發(fā)光區(qū)有殘余多出的金屬。晶粒在前段制程中，各項(xiàng)制程如清洗、蒸鍍、黃光、化學(xué)蝕刻、熔合、研磨等作業(yè)都必須使用鑷子及花籃、載具等，因此會(huì)有晶粒電極刮傷的情況發(fā)生。