隨著LED產品制造技術的逐漸成熟,成本越來越低,性價比越來越高。目前小功率LED產品在大屏幕戶外顯示等商用領域有很大的應用范圍,如何增加使用壽命,減少維護成本也是業界關注的要點所在。解決高成本問題的一個積極態度,就是要分析其失效機理,彌補技術缺陷,以提高LED產品的可靠性,提高LED的性價比。
理論上,LED產品為當光輸出衰減至50%即認為產品失效。本文所討論的失效不僅指LED因為光通量下降而產生的中位壽命失效,也討論其它原因引起的斷路失效,即引起LED器件性能下降的各種因素。
LED產品的失效模式就目前所觀測到的情況而言,有如下幾個方面:開路失效,光通下降,劣化失效。前者是由于電回路中某一點的斷裂引起LED產品徹底失效,后者則是因為由于LED產品的無源復合等原因,引起光轉化效率下降,引起光通量下降。至于劣化失效是因為產品在長時間的使用過程中,因材料的老化而產生的失效。
LED失效分析是對已經失效了的LED進行分析的過程,為了了解器件失效的原因,必須對LED各個組成部分進行全面的研究。首先要對LED的失效時間進行分析,對于接近設計壽命的元件,將不作分析,作退役處理,其他元件視其是否開路失效,而考慮是否進行光電參數的測試,再進行外觀測試;如果已經是開路失效,將直接使用光學顯微鏡,金相顯微鏡等進行外觀檢測,分析可能存在的缺陷,如果在引腳與鍵合處存在失效,那么,將采用電子探針顯微測試分析引腳失效原因,再對元件進行紅外測試,找尋內部缺陷。最后對缺陷部位進行定點剖析測試,確定失效原因。
在LED的失效分析過程中,必須注意到各種失效方式之間的相互聯系,在分析過程中要加以認識,結合失效時間,應用環境,并尋找適當的方法加以區分。
雖然在研究過程中,盡可能地完善檢測條件與方法去查找失效原因相當重要,然而,更應當意識到失效預防的重要性,因此利用失效分析得出LED的失效原因后,找出避免再次出現同類失效方式的方法,這才是失效分析的目的所在。