LED芯片使用过程中经常遇到的问题分析.docx

### LED芯片使用过程中常见问题分析 #### 一、正向电压降低及暗光现象 LED芯片在使用过程中可能会出现正向电压降低的情况，这通常会导致LED发光亮度下降，即所谓的“暗光”现象。根据文档描述，导致这种现象的原因主要有以下几种： 1. **电极与发光材料之间的欧姆接触问题**：如果接触电阻过大，可能是由于材料衬底的低浓度或者电极本身的缺损所导致。这种情况下，即使电极与发光材料形成了欧姆接触，但由于接触电阻较大，也会导致正向电压降低。 2. **非欧姆接触问题**：在芯片电极制备过程中，如果发生了蒸发第一层电极时的挤压印或夹印等问题，就会导致电极与材料之间的非欧姆接触，进而影响LED的正常工作。 3. **封装过程中的问题**：封装过程中如果银胶固化不充分或者支架、芯片电极被污染，也会导致接触电阻增大或不稳定，最终造成正向电压降低。 此外，芯片本身发光效率低也是一个可能的原因，这种情况下正向电压可能正常，但发光强度仍然较低。 #### 二、压焊问题 压焊是LED芯片组装过程中的一项关键技术，主要包括打不粘、电极脱落以及打穿电极等问题。 1. **打不粘**：这通常是因为电极表面氧化或者有残留的胶质造成的。解决这一问题的关键在于确保电极表面清洁无氧化，并且没有残留的胶质。 2. **电极脱落**：电极脱落可能与发光材料接触不牢固或加厚焊线层不牢固有关，其中以加厚层脱落最为常见。为了减少这种情况的发生，需要确保材料之间的良好结合。 3. **打穿电极**：材料的脆性和强度不足可能导致电极被打穿，尤其是对于GAALAS材料（如高红、红外芯片）来说，更容易发生这种情况。GAP材料相对更为坚固。 4. **压焊调试**：可以通过调整焊接温度、超声波功率、超声时间、压力、金球大小以及支架定位等参数来优化压焊效果。 #### 三、发光颜色差异 发光颜色差异是LED芯片使用过程中常见的另一个问题，主要由外延片材料的不同引起的。 1. **同一张芯片上发光颜色差异**：ALGAINP四元素材料制成的芯片，由于其量子结构非常薄，生长过程中很难保证各区域组分的一致性，从而导致发光波长的差异。 2. **GAP黄绿芯片**：虽然发光波长不会有很大的偏差，但由于人眼对这一波段的颜色极为敏感，因此即使是微小的波长变化也容易被察觉。 3. **GAP红色芯片**：某些红色芯片会呈现出偏橙黄色的发光，这是因为这些芯片的发光机制属于间接跃迁类型。随着电流密度的增加，杂质能级会发生偏移，导致发光颜色向橙黄色转变。 #### 四、闸流体效应 闸流体效应是指LED在正常电压下无法导通，只有当电压升高到一定水平时，才会突然出现较大的电流。 1. **产生原因**：闸流体效应主要是由于LED的外延片在生长过程中出现了反向夹层。这种情况下，LED在IF=20MA时的正向压降可能会表现出隐藏性。 2. **检测方法**：可以使用晶体管图示仪来测试LED的特性曲线，或者通过测量小电流(IF=10UA)下的正向压降来判断是否存在闸流体效应。如果小电流下的正向压降显著高于正常值，那么可能是闸流体效应的表现。 #### 五、反向漏电 反向漏电是指LED在反向电压作用下，会有一定的电流通过。这种现象的存在可能会对LED的性能产生负面影响。 1. **原因分析**：反向漏电的原因主要有外延材料的质量、芯片制作工艺、器件封装以及测试条件等因素。一般来说，反向漏电流的大小与LED的类型密切相关。 2. **不同类型LED的反向特性**：普绿和普黄芯片的反向击穿电压可以达到一百多伏，而普通芯片则通常在十几伏至二十几伏之间。这种差异主要是由外延材料的PN结内部结构缺陷导致的。 3. **预防措施**：为了避免反向漏电问题，芯片制作过程中应注意侧面腐蚀是否足够彻底，并且要避免银胶丝沾附在侧面，防止银胶通过毛细现象渗透到结区。此外，调配银胶时应避免使用有机溶剂，以减少潜在的风险。 通过以上分析可以看出，LED芯片在使用过程中可能会遇到多种问题，这些问题的产生往往与材料质量、生产工艺、封装技术等多个方面密切相关。了解这些问题的原因及其解决方案对于提高LED产品的质量和性能至关重要。