LED의 주요 고장 모드 분석 및 개선 (I)

LED는 전기 에너지를 가시광 및 복사 에너지 장치로 직접 변환하는 것으로, 소비 전력이 작고, 발광 효율이 높고, 크기가 작으며, 현재 에너지 효율이 좋은 신형 제품이되었으며, 디스플레이, 조명, 백라이트 및 기타 여러 분야. 최근 몇 년 동안, LED 기술로 진행, 그 발광 효율도 현저히 향상되었습니다, 기존의 블루 LED 시스템 효율 60 %에 도달 할 수 있습니다; 및 백색 LED 빛 효력에는 150lm / W보다는 더 많은 것이있다,이 특징은 LED에게한다 점점 주목.

현재 LED의 이론적 수명은 50kh에 달할 수 있지만 실제 사용에서는 다양한 요인들로 인해 LED가 이론적 인 수명을 달성하지 못하는 경우가 종종 있습니다. 조기 고장 현상은 LED를 새로운 에너지로 크게 방해합니다 제품 진행. 이 문제를 해결하기 위해 많은 학자들이 관련 연구를 수행했으며 몇 가지 중요한 결론을 얻었다. 이 논문은이를 바탕으로 체계적인 분석을위한 중요한 요소의 LED 고장 원인에 대해 설명하고 LED의 실제 수명을 개선하기위한 몇 가지 개선책을 제시합니다.

첫째, LED 고장 모드

LED 고장 모드는 칩 고장, 패키지 고장, 과열 응력 고장, 전력 응력 고장 및 조립 실패, 특히 칩 고장 및 패키징 고장에서 가장 일반적입니다. 이 기사에서는 이러한 주요 실패 모드에 대해 자세히 설명합니다.

(1) C 힙 고장

칩 오류는 칩 자체의 오류 또는 칩 오류의 다른 원인을 의미합니다. 이 결함에는 여러 가지 이유가 있습니다. 칩 균열은 접합 공정 조건으로 인해 적합하지 않아 스트레스가 더 커지고 열적 기계적 응력에 의해 생성되는 열의 축적이 강화되어 칩에 미세 균열이 생깁니다 , 일 전류의 주입은 장치가 완전히 고장 나기까지 계속 확장하기 위해 미세 균열을 더욱 심화시킬 것입니다. 둘째, 칩 활성 영역이 손상된 경우, 프로세스가 점진적으로 저하 될 때까지 프로세스가 중단 될 것이며, 이는 빛이 밝지 않을 때까지 램프가 고장 나게 할 것입니다. 또한, 칩 본딩 공정이 나쁘면 칩을 사용하는 과정에서 접착면이 접착면에서 완전히 분리되어 샘플이 회로를 열지 못하게합니다. 동일한 경우 LED가 "죽은 빛"현상의 사용. 가난한 본딩 프로세스에 대한 이유는 실버 페이스트 또는 노출 시간의 사용으로 인해 너무 길어서은 페이스트의 사용이 너무 작아서, 경화 시간이 너무 길고 단단한 결정베이스 표면 오염 일 수 있습니다.

(2) 보수 불량

인 캡슐 레이션 오류는 패키지 설계 또는 생산 프로세스가 장치 고장을 일으키지 않는다는 것을 의미합니다. 열화 문제가 발생하는 과정에서 포장재에 사용되는 에폭시 수지. 이로 인해 LED 수명이 단축됩니다. 이러한 열화 문제는 광 투과율, 굴절률, 팽창 계수, 경도, 수분 투과성, 투과성, 필러 특성, 특히 광 투과율이 가장 중요하다. 연구에 따르면 빛의 파장이 짧을수록 빛의 투과율이 더 심각하게 저하되지만 파장 (즉, 560nm 이상)보다 높은 녹색의 경우이 효과는 심각하지 않습니다. Lumileds는 2003 년에 발광 LED 백색 장치와 φ5 백색광 장치 수명 시험 곡선, 19kh를 실리콘 캡슐화 된 전력 장치와 함께 발표했으며, 광속은 여전히 초기 80 %를 유지할 수있는 반면 에폭시 수지 패키지 대비 곡선은 6kh 광속 유지율은 50 %에 불과합니다. 실험 결과 칩의 동일한 발광 효율의 경우 에폭시 수지 근처의 칩이 황색이되어 갈색이되었다. 이 겉보기 열화는 주로 광 및 온도 상승에 의한 에폭시 수지의 광 투과율 저하로 인한 것이다. 동시에, 청색광에 의해 백색광을 방출하여 백색광을 방출하는 LED에서, 캡슐화 렌즈의 갈변은 그 반사율에 영향을 미치고, 방출 된 청색광은 황색 형광체를 여기하기에 불충분하게하여 광효율을 변화시킨다 및 분광 분포.

패키지의 경우 LED의 수명에 영향을 미치는 중요한 요소가 부식입니다. LED의 사용에서, 부식의 일반적인 원인은 주로 포장 재료 내부로의 수증기 때문이며, 이로 인해 납이 열화되고, PCB 구리 부식이 일어납니다. 때로는 수증기의 도입으로 활성화 된 전도성 이온이 칩 표면에 상주하여 누출을 일으 킵니다. 또한, 패키지 내의 장치 패키지의 품질이 좋지 않아 패키지 내에 잔류 기포가 많이 생기며 이러한 잔류 기포는 또한 장치의 부식을 일으킬 수 있습니다.

(3) 스트레스 장애에 대한 치료

온도는 항상 LED의 광학적 특성에 영향을 미치는 중요한 요소 였고, LED 고장 모드 연구에서 국내외의 학자들은 LED 가속 수명 실험을 수행하기 위해 가속 스트레스로 작업 환경 온도를 고려합니다. 이것은 온도 상승의 패키지 핀 용접 점을 전제로 한 LED 시스템 내열성 때문에 접합 온도가 상승하여 LED가 사전에 고장난 것입니다.

고출력 LED 모델 구조

그림 : 고출력 LED 모델 구조 및 작동 주변 온도는 각각