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)用越來越廣泛,使用范圍開始涉及到生活的方方面面。人們對白光LED照明的需求正在不斷地提高,由最開始的指示、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,工作時溫度過高導(dǎo)致各項特性參數(shù)老化現(xiàn)象嚴重。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理具有重要的科學(xué)意義和實際意義。
　　 本文章分別從老化試驗和后期失效分析方面研究導(dǎo)致LED老化的各項因素,從而為LED制造、使用等方面提出改進措施和注意事項,為LED提高壽命達到更廣泛應(yīng)用提供幫助。
　　 老化實驗方面,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,分別進行了電流和溫度老化試驗來探究兩種應(yīng)力對LED光衰的影響。實驗中將結(jié)溫控制在80℃的電流老化實驗表明:樣品在1000小時內(nèi)

3、的電流應(yīng)力不會導(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,進一步對LED工作初期的熒光粉老化加以證明。最后150℃高溫存儲實驗發(fā)現(xiàn):溫度過高不僅導(dǎo)致樣品熒光粉老化還會引起芯片串聯(lián)電阻增大,導(dǎo)致光效率衰減更嚴重。
　　 對已經(jīng)失效LED進行的后期分析方面,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)計了針對已失效LED器件的分析流程,并從封裝結(jié)構(gòu)和光、熱特性幾個

4、方面比較了LED與一般器件失效分析方法的不同之處。通過分析我們發(fā)現(xiàn)了一般分析難以檢測到的表面污染物污染、內(nèi)部芯片斷層等失效模式。實驗證明此方法對判斷LED失效模式、推測失效機理更加準(zhǔn)確,并可以有效地避免一般分析方法中過早的破壞性分析引入的損傷,以及將光電檢測時長時間的電流、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