如何检验LED芯片的可靠性

LED具有体积小,耗电量低、长寿命环保等优点,在实际生产研发过程中,需要通过寿命试验对LED芯片的可靠性水平进行评价,并通过质量反馈来提高LED芯片的可靠性水平,以保证LED芯片质量。

1、样品抽取方式

寿命试验只能采用抽样试验的评估办法,具有一定的风险性。

起先,产品质量具备一定程度的均匀性和稳定性是抽样评估的前提,只有认为产品质量是均匀的,抽样才具有代表性;

其次,由于实际产品质量上存在一定的离散性,我们采取分区随机抽样的办法,以提高寿命试验结果准确性。我们通过查找相关资料和进行大量的对比试验,提出了较为科学的样品抽取方式:将芯片按其在外延片的位置分为四区,每区2~3粒芯片,共8~10粒芯片,对于不同器件寿命试验结果相差悬殊,甚至矛盾的情况,我们规定了加严寿命试验的办法,即每区4~6粒芯片,共16~20粒芯片,按正常条件进行寿命试验,只是数量加严,而不是试验条件加严;

第三,一般地说,抽样数量越多,风险性越小,寿命试验结果的结果越准确,但是,抽样数量越多抽样数量过多,必然造成人力、物力和时间的浪费,试验成本上升。如何处理风险和成本的关系,一直是我们研究的内容,我们的目标是通过采取科学的抽样方法,在同一试验成本下,使风险性下降到较低。

2、光电参数测试方法与器件配光曲线

在LED寿命试验中,先对试验样品进行光电参数测试筛选,淘汰光电参数超规或异常的器件,合格者进行逐一编号并投入寿命试验,完成连续试验后进行复测,以获得寿命试验结果。

为了使寿命试验结果客观、准确,除做好测试仪器的计量外,还规定原则上试验前后所采用的是同一台测试仪测试,以减少不必要的误差因素,这一点对光参数尤为重要;初期我们采用测量器件光强的变化来判断光衰状况,一般测试器件的轴向光强,对于配光曲线半角较小的器件,光强值的大小随几何位置而急剧变化,测量重复性差,影响寿命试验结果的客观性和准确性,为了避免出现这种情况,采用大角度的封装形式,并选用无反射杯支架,排除反射杯配光作用,消除器件封装形式配光性能的影响,提高光参数测试的精确度,后续通过采用光通量测量得到验证。

3、树脂劣变对寿命试验的影响

现有的环氧树脂封装材料受紫外线照射后透明度降低,是高分子材料的光老化,是紫外线和氧参与下的一系列复杂反应的结果,一般认为是光引发的自动氧化过程。树脂劣变对寿命试验结果的影响,主要体现1000小时或以上长期寿命试验,目前只能通过尽可能减少紫外线的照射,来提高寿命试验结果的果客观性和准确性。今后还可通过选择封装材料,或者检定出环氧树脂的光衰值,并将其从寿命试验中排除。

4、封装工艺对寿命试验的影响

封装工艺对寿命试验影响较大,虽然采用透明树脂封装,可用显微镜直接观察到内部固晶、键合等情况,以便进行失效分析,但是并不是所有的封装工艺缺陷都能观察到,例如:键合焊点质量与工艺条件是温度和压力关系密切,而温度过高、压力太大则会使芯片发生形变产生应力,从而引进位错,甚至出现暗裂,影响发光效率和寿命。

引线键合、树脂封装引人的应力变化,如散热、膨胀系数等都是影响寿命试验的重要因素,其寿命试验结果较裸晶寿命试验差,但是对于目前小功率芯片,加大了考核的质量范围,寿命试验结果更加接近实际使用情况,对生产控制有一定参考价值。

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