LED水汽侵蚀失效分析_刘滨.pdf
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1、2023.06ELECTRONICS QUALITYLED 水汽侵蚀失效分析刘滨,夏姗姗,周海涛,邓克俭(工业和信息化部电子第五研究所,广东 广州511370)摘 要:通过I-V特性曲线测试、机械开封、光学观察、扫描电镜及能谱分析、切片观察和红墨水试验等测试手段,对失效LED和正常LED进行了测试,并对测试结果进行了对比分析。结果显示失效样品I-V特性曲线异常;存在短路现象,电镜观察失效样品芯片表面出现树枝状银物质,同时观察到支架与环氧胶界面存在缝隙,由此推断出水汽入侵路径。结合失效背景,得出LED灯珠失效原因为LED支架与环氧胶的界面存在缝隙,水汽通过缝隙侵入,在电场作用下,芯片正极发生银迁
2、移,导致样品失效。并提出了相应的改进措施,对于提高LED产品的可靠性具有一定的参考意义。关键词:发光二极管;水汽侵蚀;银迁移;失效分析中国分类号:TN 312+.8文献标识码:A文章编号:1003-0107(2023)06-0033-04doi:10.3969/j.issn.1003-0107.2023.06.008Failure Analysis of the LED Caused by Water Vapor ErosionLIU Bin,XIA Shanshan,ZHOU Haitao,DENG Kejian(CEPREI,Guangzhou 511370,China)Abstract:
3、Through I-V characteristic curve test,mechanical opening,optical observation,scanning electron mi-croscopy and energy spectrum analysis,section observation and red ink test,the failed LED and normal LED aretested,and the test results are compared and analyzed.The results show that the I-V characteri
4、stic curve of the failedsample is abnormal and there is a short circuit phenomenon.And by electron microscopy,it is observed that dentriticsilver substance exists on the surface of the failed sample chip and there is a gap between the scaffold and epoxy ad-hesive.From this,the water vapor intrusion
5、path is deduced.Combined with the failure background,it is concludedthat the failure cause of the LED lamp bead is that there is a gap in the interface between the LED bracket and the e-poxy adhesive,and water vapor intrudes through the gap.Under the action of electric field,silver migration occurs
6、inthe positive electrode of the chip,resulting in sample failure.And the corresponding improvement measures are putforward,which has certain reference significance for improving the reliability of LED products.Keywords:light emitting diode;water vapor erosion;silver migration;failure analysis收稿日期:20
7、22-12-05修回日期:2022-12-06作者简介:刘滨(1990),男,河南南阳人,工业和信息化部电子第五研究所科技与规划处工程师,硕士,主要从事材料和元器件可靠性科研工作。通讯作者:夏姗姗(1994),女,河南南阳人,工业和信息化部电子第五研究所元器件可靠性分析中心助理工程师,主要从事芯片检测分析工作。0引言发光二极管(LED:Light Emitting Diode)是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件。LED的核心是一个半导体芯片,晶芯一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。其利用电流顺向流通到半导体p-n结耦合处,再由半导体中
8、分离的带负电的电子与带正电的电洞两种载子结合后,产生光子发射,不同种类的LED能够发Failure Analysis失效分析33ELECTRONICSQUALITYELECTRONICS QUALITY出从红外线到蓝光之间、紫光到紫外线之间等不同波长的光线。其与传统光源相比,具有节能、环保、显色性和响应速度好等优点,因而被广泛地应用于视频屏幕、车辆指示灯照明和景观照明等多种场景1。本文叙述了一例LED灯珠的失效分析,委托单位提供的失效背景信息为:在装车现场通电后不亮,失效批次的开关返回原厂进行检测功能时一般是闪烁几下后不亮,当时所在地的空气湿度大约在80%左右。1试验及分析过程1.1 设备用品
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