LED芯片解析

現(xiàn)在大街上隨處可見的LED顯示屏，還有裝飾用的LED彩燈以及LED車燈，處處可見LED燈的身影，LED已經(jīng)融入到生活中的每一個角落。另外封裝過程中也可能造成正向壓降低，主要原因有銀膠固化不充分，支架或芯片電極沾污等造成接觸電阻大或接觸電阻不穩(wěn)定。正向壓降低的芯片在固定電壓測試時，通過芯片的電流小，從而表現(xiàn)暗點，還有一種暗光現(xiàn)象是芯片本身發(fā)光效率低，正向壓降正常。

正向電壓降低、暗光

(1)一種是電極與發(fā)光材料為歐姆接觸，但接觸電阻大，主要由材料襯底低濃度或電極缺損所致。(2)一種是電極與材料為非歐姆接觸，主要發(fā)生在芯片電極制備過程中蒸發(fā)第一層電極時的擠壓印或夾印，分布位置。

難壓焊

(1)打不粘：主要因為電極表面氧化或有膠(2)有與發(fā)光材料接觸不牢和加厚焊線層不牢，其中以加厚層脫落為主。(3)打穿電極：通常與芯片材料有關(guān)，材料脆且強度不高的材料易打穿電極，一般GAALAS材料(如高紅，紅外芯片)較GAP材料易打穿電極。(4)壓焊調(diào)試應(yīng)從焊接溫度，超聲波功率，超聲時間，壓力，金球大小，支架定位等進行調(diào)整。

發(fā)光顏色差異

(1)同一張芯片發(fā)光顏色有明顯差異主要是因為外延片材料問題，ALGAINP四元素材料采用量子結(jié)構(gòu)很薄，生長是很難保證各區(qū)域組分一致。(組分決定禁帶寬度，禁帶寬度決定波長)。(2)GAP黃綠芯片，發(fā)光波長不會有很大偏差，但是由于人眼對這個波段顏色敏感，很容易查出偏黃，偏綠。由于波長是外延片材料決定的，區(qū)域越小，出現(xiàn)顏色偏差概念越小，故在M/T作業(yè)中有鄰近選取法。(3)GAP紅色芯片有的發(fā)光顏色是偏橙黃色，這是由于其發(fā)光機理為間接躍進。受雜質(zhì)濃度影響，電流密度加大時，易產(chǎn)生雜質(zhì)能級偏移和發(fā)光飽和，發(fā)光是開始變?yōu)槌赛S色。

閘流體效應(yīng)

(1)是發(fā)光二極管在正常電壓下無法導(dǎo)通，當(dāng)電壓加高到一定程度，電流產(chǎn)生突變。(2)產(chǎn)生閘流體現(xiàn)象原因是發(fā)光材料外延片生長時出現(xiàn)了反向夾層，有此現(xiàn)象的LED在IF=20MA時測試的正向壓降有隱藏性，在使用過程是出于兩極電壓不夠大，表現(xiàn)為不亮，可用測試信息儀器從晶體管圖示儀測試曲線，也可以通過小電流IF=10UA下的正向壓降來發(fā)現(xiàn)，小電流下的正向壓降明顯偏大，則可能是該問題所致。

反向漏電流IR

在限定條件下反向漏電流為二極管的基本特性，按LED以前的常規(guī)規(guī)定，指反向電壓在5V時的反向漏電流。隨著發(fā)光二極管性能的提高，反向漏電流會越來越小。IR越小越好，產(chǎn)生原因為電子的不規(guī)則移動。

(1)芯片本身品質(zhì)問題原因，可能晶片本身切割異常所導(dǎo)致。(2)銀膠點的太多，嚴(yán)重時會導(dǎo)致短路。外延造成的反向漏電主要由PN結(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷所致，芯片制作過程中側(cè)面腐蝕不夠或有銀膠絲沾附在測面，嚴(yán)禁用有機溶液調(diào)配銀膠。以防止銀膠通過毛細(xì)現(xiàn)象爬到結(jié)區(qū)。

(3)靜電擊傷。外延材料，芯片制作，器件封裝，測試一般5V下反向漏電流為10UA，也可以固定反向電流下測試反向電壓。不同類型的LED反向特性相差大：普綠，普黃芯片反向擊穿可達(dá)到一百多伏，而普紅芯片則在十幾二十伏之間。(4)焊線壓力控制不當(dāng)，造成晶片內(nèi)崩導(dǎo)致IR升高。

解決方案：

(1)銀膠膠量需控制在晶片高度的1/3～1/2;(2)人體及機臺靜電量需控制在50V以下;(3)焊線第一點的壓力應(yīng)控制在30～45g之間為佳。

死燈現(xiàn)象

(1)LED的漏電流過大造成PN結(jié)失效，使LED燈點不亮，這種情況一般不會影響其他的LED燈的工作。

(2)LED燈的內(nèi)部連接引線斷開，造成LED無電流通過而產(chǎn)生死燈，這種情況會影響其他的LED燈的正常工作，原因是由于LED燈工作電壓低(紅黃橙LED工作電壓1.8v-2.2v，藍(lán)綠白LED工作電壓2.8-3.2v)，一般都要用串、并聯(lián)來聯(lián)接，來適應(yīng)不同的工作電壓。

串聯(lián)的LED燈越多影響越大，只要其中有一個LED燈內(nèi)部連線開路，將造成該串聯(lián)電路的整串LED燈不亮，可見這種情況比第一種情況要嚴(yán)重的多。相信在未來的科學(xué)技術(shù)更加發(fā)達(dá)的時候，LED會以更加多種類的方式為我們的生活帶來更大的方便，這就需要我們的科研人員更加努力學(xué)習(xí)知識，這樣才能為科技的發(fā)展貢獻自己的力量。