LED失效分析方法简介

2022-05-13 13:19分类：电子元器件阅读：

LED失效分析方式介绍

和半导体元器件一样，发光二极管(LED)初期无效根本原因是稳定性工作中的主要一部分，是提升LED稳定性的积极的方式。LED失效分析流程务必遵循先开展非毁灭性、可逆性、可相同的实验，再做半毁灭性、不能反复的实验，最终开展冲击性实验的标准。选用适宜的统计分析方法，最大限度地避免把被剖析元器件(DUA)的真真正正无效要素、征兆遗失或加入新的无效要素，以求获得可观的研究结果。对于LED所具备的光学特性、环氧树脂实芯及全透明封裝等特性，在LED初期失效分析全过程中，已归纳出一套切实可行的失效分析新方式。

LED失效分析方式

1、薄化环氧树脂电子光学透视法

在LED 无效非毁灭性剖析技术性中，看着检测是应用最便捷、所需資源至少的方式，具备适度检测专业技能的工作人员不管在任何地方均能执行，因此它是最普遍地用以开展非毁坏检测无效LED的方式。除外型缺点外，还能够通过封裝环氧树脂观查內部状况，针对高聚光镜实际效果的封裝，因为元器件自身电子光学聚光镜实际效果的危害，通常看不清，因而在维持电气性能未受影响的标准下，可除去聚光镜一部分，并薄化封裝环氧树脂，再开展打磨抛光，那样在显微镜下就非常容易观查LED芯片和封裝加工工艺的品质。例如环氧树脂中能否出现汽泡或残渣;固晶和引线键合部位是不是准确;支撑架、集成ic、环氧树脂是不是产生害怕及其集成ic裂开等无效状况，都能够清晰地留意到。

2、半浸蚀解剖学法

针对LED单灯，其二根脚位是靠环氧树脂固定不动的，解剖学时，假如将元器件总体渗入酸液中，强碱浸蚀去除环氧树脂后，集成ic和支撑架脚位等就彻底外露出去，脚位丧失环氧树脂的固定不动，集成ic与脚位的联接受到损坏，那样的解剖学方式，只有剖析DUA的集成ic难题，而难以剖析DUA导线联接领域的缺点。因而人们选用半浸蚀解剖学法，只将 LED?DUA单灯顶端渗入酸液中，并准确操纵腐蚀深度，除去LED?DUA单灯顶端的环氧树脂，保存底端环氧树脂，使集成ic和支撑架脚位等彻底外露出去，完好无损维持导线联接状况，便于对DUA全方位剖析。图1所显示为半浸蚀解剖学前后左右的φ5LED，可方便快捷开展插电检测、观查和解析等实验
半腐蚀解剖前后的φ5LED

在LED-DUA缺点剖析流程中，常常碰到元器件初测主要参数出现异常，而解剖学后获得的集成ic开展探头点测，集成ic主要参数又恢复过来，这时候难以分辨异常情况是因为封裝引线键合欠佳造成，或是封裝环氧树脂地应力过大所导致。选用半浸蚀解剖学，保存底端环氧树脂，去除了封裝环氧树脂地应力的危害，又维持DUA內部导线联接，那样就非常容易确定导致无效的要素。

3、金相学分析方法

金相学分析方法是来源于冶金行业的解析和制造操纵方式，其本质是制取供剖析试品观查用的典型性横截面，它能够得到用别的统计分析方法所无法获得的相关构造和页面特点层面的状况[1]。LED的横截面剖析，是对LED-DUA失效分析的“最终方式”，自此一般没法再完成别的评定剖析。它也是一种LED解剖学分析方法，为了更好地剖析细微试品，在一般实验中，必须对剖析试品开展环氧树脂打胶，便于开展机械加工制造，再对所必须剖析的页面开展钻削或断开，随后历经碾磨、打磨抛光，得到所要解析的页面。而对LED元器件，有很多自身便是环氧树脂打胶元器件，那样只需选好页面，就可根据钻削、碾磨、打磨抛光等，得到LED- DUA的典型性横截面。实际操作中，剖横截面一般可以用金刚沙纸碾磨，当贴近所关心的范围时，改成偏细的金刚沙纸碾磨或水磨石，最终在细针织物上放0.05μm的三氧化二铝膏药打磨抛光。图2为φ5白光LED侧面典型性横截面，可明白地见到其构造状况。
φ5白光LED侧向典型截面
必须特别注意的是GaN基LED中的蓝色宝石衬底出现异常硬实，因为当前暂未有不错的碾磨方式，因而对类似的DUA还无法对处理器开展横截面剖析。

4、析因实验分析方法

　　析因实验是依据给定的結果，寻找造成結果的缘故而实现的剖析实验[2]。根据实验，分辨是关键危害或是主次危害的要素，能够确立进一步剖析检验的方位。析因实验剖析是一种半毁灭性实验。LED-DUA解剖学剖析对操作流程规定较高，一不注意即很有可能导致被剖析元器件的损毁。剖析流程中，常常先选用析因实验分析方法，剖析技术工程师依据进行复测結果和外形查验状况，综合性相对应基础知识和过去累积的剖析工作经验，可能元器件无效缘故，并指出目的性实验和办法实现认证。一般可使用对应的物理学对策和实验———热冷冲击试验、作用力冲击试验、高溫或超低温实验和震动实验等。比如库存量φ5全透明彩光LED单灯，出货检验时发生某些LED间歇性引路无效状况，而2次检验只历经挪动运送，故先对DUA选用作用力冲击试验，发生实验后引路无效，薄化环氧树脂后见到集成ic与银浆移位，是导致间歇性引路无效的缘故。

　5、变电流量观察

　　做为半导体材料的LED，与一般半导体元器件对比，其失效分析除检验DUA的电主要参数外，还需要关心光主要参数层面的转变。除开利用技术专业检测仪检验外，还可同时根据双眼或依靠显微镜观察DUA的出光转变状况，常常能够获得预期没到的获得。假如DUA按额定电压插电，观查时将会因出光过强而难以认清，而根据更改电流量尺寸，可明确地观测到其出光状况。比如GaN基高清蓝光LED正方向工作电压Vf大幅度上升的状况，在小电流量下，有一些能够观测到因电流量拓展欠佳而导致集成ic仅有部分发亮的状况，显而易见为电级与外延性固层触碰不牢固，在封裝地应力的效果下，回路电阻增大所产生的无效。图3为经减薄解决后φ5LED所观测到的集成ic小电流量拓展安全隐患。

经减薄处理后φ5LED所观察到的芯片小电流扩展不良现象

6、实验反证法

　　LED失效分析全过程中，常常遭受剖析实验仪器和方式的限定，不可以形象化地证实无效缘故，高质量的剖析技术工程师，常常根据一些剖析实验，采用清除的方法，推理反证无效缘故。比如DUA为8×8彩光 LED点阵式，半成品加工初测达标，打胶后发生点射LED反方向泄露电流超大，受实验仪器限定，仅有直流稳压电源和LED光学主要参数检测仪，不可以做解剖学或透視剖析，检测中发觉DUA正方向光学主要参数无异常，而反方向泄露电流大，故选用反方向参考点并增加电流量至数十mAh后，再测正方向光学主要参数，前后左右結果无显著转变，表明反方向参考点中的数十mAh并不是从该LED芯片根据，从而确定并不是LED芯片导致走电。