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LED静电放电损伤分析及静电防护技术

助工
2021-07-07 16:35:07     打赏

LED静电放电损伤

  静电放电(ESD) 引起发光二极管PN结的击穿,是LED器件封装和应用组装工业中静电危害的主要方式。静电损伤具有如下特点:

  1.隐蔽性:人体不能直接感知静电,即使发生静电放电,人体也不一定能有电击的感觉,这是因为人体感知的静电放电电压为2-3KV。大多数情况都是通过测试或者实际应用,才能发现LED器件已受静电损伤。

  2.潜伏性:静电放电可能造成LED突发性失效或潜在性失效。突发性失效造成LED的永久性失效:短路。潜在性失效则可使LED的性能参数劣化,例如漏电流加大,一般GaN基LED受到静电损伤后所形成的隐患并无任何方法可治愈。

  3.随机性:LED什么情况下会遭受到静电破坏呢?可以这么说,从LED芯片生产后一直到它损坏以前所有的过程都受到静电的威胁,而这些静电的产生也具有随机性。但是由于芯片的尺寸极小,约0.2mmΧ0.2mm,电极之间的距离就更小,如果处在静电场中,两极之间的电势差别接近于零;电极的微小面积,局限了接触静电放电的状态。因此,芯片受到静电损伤的几率比器件要小得多。

  4.复杂性:在静电放电的情况下,起放电电源是空间电荷,因而它所储存的能量是有限的,不像外加电源那样具有持续放电的能力,故它仅能提供短暂发生的局部击穿能量。虽然静电放电的能量较小, 但其放电波形很复杂,控制起来也比较麻烦。另外,LED极为精细,失效分析难度大,使人容易误把静电损伤失效当作其它失效,在对静电放电损害未充分认识之前,常常归咎于早期失效或情况不明的失效,从而不自觉的掩盖了失效的真正原因。

  5.严重性:ESD潜在性失效只引起部分参数劣变,如果不超过合格范围,就意味着被损伤的LED可能毫无察觉地通过最后测试,导致出现过早期失效,这对各层次的制造商来说,其结果是最损声誉的。

  ESD以极高的强度很迅速地发生,放电电流流经LED的PN结时,产生的焦耳热使芯片PN两极之间局部介质熔融,造成PN结短路或漏电,对失效器件解剖分析,一般在高倍金相显微镜下,可以观察到引起即时的和不可逆转的损坏击穿点,但是受到解剖手段和器件封装材料的限制,经常因为芯片污染或机械损伤等原因,而不能确定击穿点,图一为被ESD击穿的LED芯片。反向放电时,电流较正向放电集中,功率密度大,因此LED反向放电ESD失效阈值较正向低得多。




关键词: 放电     损伤     分析    

工程师
2021-07-07 23:45:56     打赏
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