LED的一些失效模式改進(jìn)方法

目前，雖然LED的理論壽命可以達(dá)到50kh，然而在實(shí)際使用中，因?yàn)槭艿椒N種因素的制約，LED往往達(dá)不到這么高的理論壽命，出現(xiàn)了過(guò)早失效現(xiàn)象，這大大阻礙了LED作為新型節(jié)能型產(chǎn)品的前進(jìn)步伐。通過(guò)對(duì)LED主要失效模式的分析，可以從中獲悉改善LED在實(shí)際使用壽命的技術(shù)方法。

(1)散熱技術(shù)

散熱技術(shù)一直是影響LED應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，如果LED器件不能夠及時(shí)散熱，就會(huì)導(dǎo)致芯片的結(jié)溫嚴(yán)重升高，繼而發(fā)光效率急劇下降，可靠性(如壽命、色移等)將變壞;于此同時(shí)，高溫高熱將使LED封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，可能進(jìn)一步引發(fā)一系列的可靠性問(wèn)題[5]。因此，在制造工藝上，可以選擇導(dǎo)熱性好的底座，并且使得LED的散熱面積盡可能的大，從而增加器件的散熱性能。

(2)防靜電技術(shù)

以GaN作為芯片的LED，在使用中存在的一個(gè)很大問(wèn)題就是靜電效應(yīng)，如果不處理好這一問(wèn)題，就會(huì)嚴(yán)重影響到器件的壽命。因此，在LED設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到防靜電的設(shè)計(jì)，以避免器件因?yàn)楦哽o電電壓造成擊穿等失效現(xiàn)象。

(3)封裝技術(shù)

封裝所用的環(huán)氧樹(shù)脂材料，會(huì)因?yàn)楣庹找约皽厣鹌涔馔高^(guò)率的劣化，在使用中則表現(xiàn)為原本透明的環(huán)氧樹(shù)脂材料發(fā)生褐變，影響器件原本的光譜功率分布。因此，在進(jìn)行LED封裝的時(shí)候，我們要嚴(yán)格控制固化的溫度，避免在進(jìn)行封裝的時(shí)候，就已經(jīng)造成了環(huán)氧樹(shù)脂的提前老化。

另一方面，為了防止器件發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，在選擇透明性好的封裝材料的同時(shí)，要注意注塑過(guò)程中，盡量排干凈材料內(nèi)部的氣泡，以減小水氣的殘留量，降低器件發(fā)生腐蝕的幾率。

(4)優(yōu)化制造工藝

LED制造過(guò)程中需要合適的鍵合條件，若鍵合過(guò)大將會(huì)壓傷芯片，反之則會(huì)造成器件的鍵合強(qiáng)度不足，使得器件容易脫松。因此，在保證器件鍵合強(qiáng)度的同時(shí)，需要盡量降低鍵合工藝對(duì)芯片造成的損傷，以達(dá)到優(yōu)化鍵合工藝的目的。

在進(jìn)行芯片的粘接時(shí)，要求控制溫度和時(shí)間在合適的范圍之內(nèi)，使得焊料達(dá)到致密，無(wú)空洞，殘余應(yīng)力小等工藝要求。

(5)合理篩選

在LED出廠前，可以增加一道篩選工藝，就是對(duì)其中的一些樣品進(jìn)行合理的老化和篩選試驗(yàn)，剔除一些可能發(fā)生提前失效的器件，以降低LED在實(shí)際使用中的提前失效現(xiàn)象。

結(jié)論

綜上所述，盡管LED具有很高的理論壽命，但是在實(shí)際使用過(guò)程中，受芯片、封裝、應(yīng)力等因素的影響，使用時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到所預(yù)期的理論值。為了確實(shí)提高LED的壽命，無(wú)論是在制造工藝上，還是在應(yīng)用層面上，都需要更進(jìn)一步的研究、探索和實(shí)踐。隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展，必定還會(huì)有新的問(wèn)題不斷浮現(xiàn)。

但是只要能夠掌握LED失效的根本原因，就能在實(shí)踐中確實(shí)改善LED器件的性能，將這種新型光源推廣到應(yīng)用領(lǐng)域的前端，更好地服務(wù)于生產(chǎn)和生活。相信在未來(lái)的科學(xué)技術(shù)更加發(fā)達(dá)的時(shí)候，LED會(huì)以更加多種類的方式為我們的生活帶來(lái)更大的方便，這就需要我們的科研人員更加努力學(xué)習(xí)知識(shí)，這樣才能為科技的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。