功率型白光LED老化特性及失敗分析的研究.pdf

1、LED(發(fā)光二極管)發(fā)展至今,應(yīng)用越來(lái)越廣泛,使用范圍開(kāi)始涉及到生活的方方面面。人們對(duì)白光LED照明的需求正在不斷地提高,由最開(kāi)始的指示、顯示應(yīng)用,現(xiàn)在逐漸發(fā)展到室外照明、室內(nèi)照明應(yīng)用。但是由于技術(shù)的缺陷,室內(nèi)照明應(yīng)用的白光LED存在色溫高、色調(diào)偏冷的缺陷。并且,隨著LED器件功率的逐漸增大,LED散熱能力有限,工作時(shí)溫度過(guò)高導(dǎo)致各項(xiàng)特性參數(shù)老化現(xiàn)象嚴(yán)重。出現(xiàn)壽命低,出光容易衰減,光色特性不穩(wěn)定容易發(fā)生變化等現(xiàn)象。因此探明導(dǎo)致LED老化

2、的各種失效模式和機(jī)理具有重要的科學(xué)意義和實(shí)際意義。
　　 本文章分別從老化試驗(yàn)和后期失效分析方面研究導(dǎo)致LED老化的各項(xiàng)因素,從而為L(zhǎng)ED制造、使用等方面提出改進(jìn)措施和注意事項(xiàng),為L(zhǎng)ED提高壽命達(dá)到更廣泛應(yīng)用提供幫助。
　　 老化實(shí)驗(yàn)方面,我們主要研究了功率型白光LED工作初期出現(xiàn)光衰的主要原因,分別進(jìn)行了電流和溫度老化試驗(yàn)來(lái)探究?jī)煞N應(yīng)力對(duì)LED光衰的影響。實(shí)驗(yàn)中將結(jié)溫控制在80℃的電流老化實(shí)驗(yàn)表明:樣品在1000小時(shí)內(nèi)

3、的電流應(yīng)力不會(huì)導(dǎo)致芯片老化,出現(xiàn)光衰原因主要為熒光粉老化。之后通過(guò)比較不同老化電流下光通量、黃光峰值、色溫、色坐標(biāo)等特性曲線,進(jìn)一步對(duì)LED工作初期的熒光粉老化加以證明。最后150℃高溫存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):溫度過(guò)高不僅導(dǎo)致樣品熒光粉老化還會(huì)引起芯片串聯(lián)電阻增大,導(dǎo)致光效率衰減更嚴(yán)重。
　　 對(duì)已經(jīng)失效LED進(jìn)行的后期分析方面,我們主要結(jié)合一般電子器件失效分析方法,系統(tǒng)地設(shè)計(jì)了針對(duì)已失效LED器件的分析流程,并從封裝結(jié)構(gòu)和光、熱特性幾個(gè)

4、方面比較了LED與一般器件失效分析方法的不同之處。通過(guò)分析我們發(fā)現(xiàn)了一般分析難以檢測(cè)到的表面污染物污染、內(nèi)部芯片斷層等失效模式。實(shí)驗(yàn)證明此方法對(duì)判斷LED失效模式、推測(cè)失效機(jī)理更加準(zhǔn)確,并可以有效地避免一般分析方法中過(guò)早的破壞性分析引入的損傷,以及將光電檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)時(shí)間的電流、溫度應(yīng)力導(dǎo)致的損傷誤判為器件原有失效因素。
　　 最后,我們分別從LED器件芯片和襯底材料,以及外界環(huán)境因素包括溫度、潮濕、靜電、電應(yīng)力等方面,總結(jié)了影響功率