Analisis dan Perbaikan Mode Kegagalan Utama LED (I)

LED adalah konversi energi listrik langsung ke perangkat cahaya dan energi yang bercahaya, dengan konsumsi daya yang kecil, efisiensi bercahaya tinggi, ukuran kecil, dan lain-lain, sekarang telah menjadi jenis baru dari produk hemat energi, dan banyak digunakan dalam tampilan, Pencahayaan, backlighting dan banyak area lainnya. Dalam beberapa tahun terakhir, dengan teknologi LED terus berlanjut, efisiensi bercahayanya juga meningkat secara signifikan, efisiensi sistem LED biru yang ada bisa mencapai 60%; dan efek lampu LED putih memiliki lebih dari 150lm / W, fitur ini dibuat LED Semakin banyak perhatian.

Saat ini, walaupun kehidupan teoritis LED dapat mencapai 50kh, namun sebenarnya, karena berbagai faktor, LED sering gagal mencapai kehidupan teoretis yang tinggi, ada fenomena kegagalan dini, yang sangat menghambat LED sebagai energi baru. Jenis kemajuan produk. Untuk mengatasi masalah ini, banyak ilmuwan telah melakukan penelitian yang relevan, dan mendapat beberapa kesimpulan penting. Makalah ini didasarkan pada hal ini, penyebab kegagalan LED dari faktor penting untuk analisis sistematis, dan mengemukakan beberapa langkah perbaikan yang diharapkan dapat memperbaiki kehidupan aktual LED.

Pertama, mode kegagalan LED

Modus kegagalan LED adalah: kegagalan chip, kegagalan paket, kegagalan tegangan over over, kegagalan tegangan dan kegagalan perakitan, terutama pada kegagalan chip dan kegagalan kemasan adalah yang paling umum terjadi. Artikel ini akan menjadi analisis rinci tentang mode kegagalan utama ini.

(1) Gagal pinggul

Kegagalan chip mengacu pada chip itu sendiri kegagalan atau penyebab kegagalan chip lainnya. Ada banyak alasan untuk kegagalan ini: keretakan chip karena kondisi proses pengikatannya tidak sesuai, mengakibatkan tegangan lebih besar, dengan akumulasi panas yang dihasilkan oleh tegangan mekanik termal juga akan diperkuat, sehingga terjadi celah mikro pada chip. , bekerja Saat suntikan arus selanjutnya akan mengintensifkan celah mikro untuk terus berkembang sampai perangkat benar-benar gagal. Kedua, jika chip active area telah rusak, maka akan mengakibatkan proses degradasi bertahap dalam proses sampai kegagalan, hal yang sama akan menyebabkan lampu dalam perjalanannya menyala ringan sampai cahaya tidak terang. Selain itu, jika proses ikatan chip itu buruk, dalam perjalanan penggunaan chip akan menyebabkan lapisan perekat benar-benar terpisah dari permukaan ikatan dan membuat kegagalan rangkaian terbuka sampel, hal yang sama akan menyebabkan LED dalam perjalanannya. penggunaan fenomena "lampu mati". Alasan untuk proses ikatan yang buruk mungkin karena penggunaan pasta perak atau waktu pemaparan terlalu lama, penggunaan pasta perak terlalu kecil, waktu pengawetan terlalu lama, kontaminasi permukaan dasar kristal padat.

(2) Kegagalan ackage

Kegagalan enkapsulasi berarti bahwa desain paket atau proses produksi tidak menyebabkan kegagalan perangkat. Resin epoksi yang digunakan dalam bahan kemasan, dalam perjalanan terjadinya masalah kemunduran, mengakibatkan berkurangnya masa pakai LED. Masalah kemerosotan tersebut meliputi: transmitansi ringan, indeks bias, koefisien ekspansi, kekerasan, permeabilitas air, permeabilitas, sifat pengisi, terutama pada transmitansi cahaya yang paling penting. Studi telah menunjukkan bahwa semakin pendek panjang gelombang cahaya, semakin tinggi degradasi transmitansi cahaya, namun untuk hijau di atas panjang gelombang (lebih besar dari 560nm), efek ini tidak serius. Lumileds mengumumkan pada tahun 2003 perangkat putih LED yang bercahaya dan kurva uji kehidupan perangkat cahaya putih φ5, 19kh, dengan perangkat kekuatan silikon yang dapat dienkapsulasi, fluks bercahaya masih dapat mempertahankan 80% awal, sedangkan kurva kontras paket epoksi resin ditunjukkan pada 6kh, Tingkat pemeliharaan fluks bercahaya hanya 50%. Percobaan menunjukkan bahwa, dalam kasus efisiensi bercahaya yang sama dari chip, chip di dekat resin epoksi menjadi kuning, dan kemudian menjadi coklat. Proses degradasi yang nyata ini terutama disebabkan oleh kemerosotan transmitansi cahaya resin epoksi karena kenaikan cahaya dan suhu. Pada saat yang sama, di LED yang memancarkan cahaya putih oleh cahaya biru untuk memancarkan cahaya putih, kecoklatan lensa yang dapat dienkapsulasi memengaruhi refleksivitasnya dan membuat cahaya biru yang dipancarkan tidak mencukupi untuk merangsang fosfor kuning, menghasilkan perubahan efisiensi cahaya. dan distribusi spektral.

Untuk paketnya, ada juga faktor penting yang mempengaruhi kehidupan LED yaitu korosi. Dalam penggunaan LED, penyebab umum korosi terutama disebabkan oleh uap air ke dalam bahan kemasan di dalamnya, mengakibatkan kerusakan timbal, korosi tembaga PCB; Terkadang, dengan diperkenalkannya ion penguap uap air yang diaktifkan akan berada pada permukaan chip, mengakibatkan kebocoran. Selain itu, kualitas paket perangkat yang buruk, dalam paketnya akan memiliki banyak gelembung residu, gelembung residu ini juga akan menyebabkan korosi pada perangkat.

(3) T hermal karena kegagalan stres

Suhu selalu menjadi faktor penting yang mempengaruhi sifat optik LED, dan dalam studi mode kegagalan LED, ilmuwan dalam negeri dan luar negeri memperhitungkan suhu lingkungan kerja sebagai tekanan yang dipercepat, untuk melakukan percobaan kehidupan percepatan LED. Hal ini karena dalam resistansi termal sistem LED di bawah premis titik pengelasan pin paket kenaikan suhu, suhu persimpangan akan naik, mengakibatkan kegagalan LED terlebih dahulu.

Struktur model LED daya tinggi

Gambar: Struktur model LED daya tinggi serta suhu ruang kerja masing-masing