分析LED被静电击穿的现象及原理

LED失效模式与典型案例LED（Light Emitting Diode）是一种半导体发光装置，具有高亮度、高效率、长寿命等优点，被广泛应用于照明、显示、通讯等领域。

然而，虽然LED具备长寿命的特点，但在长时间使用过程中仍然会出现失效现象。

本文将探讨LED失效的模式以及一些典型案例。

首先，LED的失效模式可以分为两类：逐渐衰减失效和突然失效。

逐渐衰减失效是指LED在使用过程中逐渐失去亮度，最终无法正常发光；突然失效则是指LED在其中一瞬间突然由正常工作状态转变为无法正常工作的状态。

逐渐衰减失效通常是由以下原因引起的：1.光衰：LED的发光亮度会随着使用时间的增加而逐渐降低，这是由于LED辐射出的光会引起材料的退化和老化，从而导致光效降低。

2.色坐标漂移：LED的发光色坐标可能会随着时间的推移而发生变化，这可能是由于发光材料的退化或组装过程中的一些问题引起的。

3.热失效：LED的使用温度是其寿命的重要影响因素，过高的使用温度会导致LED内部材料的退化，从而引起亮度的衰减。

4.电压过高：如果LED在使用过程中电压超过其额定工作电压，会导致器件受损，最终导致亮度衰减或无法正常发光。

突然失效的原因可能包括：1.熔断：在LED发出的光不足以点燃LED的过程中，由于电流过大，LED内部的连接线或引线可能会烧断，导致LED无法正常工作。

2.焊接问题：在LED的制造过程中，如果焊接质量不良，可能会导致电流无法流经LED芯片，从而使LED无法正常发光。

3.电短路：如果LED在使用过程中发生电路短路，会导致大量电流通过LED芯片，使其烧毁。

4.静电击穿：静电会对LED芯片造成损坏，使其无法正常发光。

接下来，我们将介绍一些关于LED失效的典型案例：1.光衰失效：在一些照明应用中，LED的发光亮度在使用一段时间后出现明显衰减，导致照明效果下降。

经调查发现，这是由于LED芯片的热阻过大，使用温度过高，导致LED内部材料退化引起的。

led反向漏电机理LED（Light Emitting Diode）是一种常见的发光二极管，其具有高效、耐用、节能等特点，被广泛应用于照明、显示等领域。

然而，LED灯具在使用过程中可能会出现反向漏电的现象，这对于其正常工作和寿命会产生一定的影响。

本文将探讨LED反向漏电的机理及其影响。

我们来了解一下LED的基本工作原理。

LED是一种半导体器件，其内部结构由P型半导体和N型半导体构成。

当两种半导体连接形成PN结时，当正向电压施加在PN结上时，电子从N型区域注入到P 型区域，同时空穴从P型区域注入到N型区域，通过复合过程，产生光子从而发光。

这是LED正常工作的基本原理。

然而，在实际使用中，由于操作失误或设备故障导致反向电压施加在LED上，就会发生LED反向漏电。

具体来说，当反向电压施加在LED上时，PN结将会被击穿，产生反向电流。

这是由于PN结击穿时电子和空穴的载流子复合速度加快，导致电流增大。

而正常工作时，PN结处于截止状态，电子和空穴的复合速度较慢，电流较小。

因此，LED反向漏电时的电流通常会比正常工作时的电流大很多。

LED反向漏电会对LED的正常工作产生一定的影响。

首先，反向漏电会导致LED的亮度降低。

由于反向电流的增加，LED发光效率降低，导致光的亮度减弱。

其次，反向漏电还会加速LED的老化和寿命的缩短。

反向电流会加速LED内部元器件的损伤和劣化，因此LED的寿命会大大缩短。

此外，反向漏电还会产生热量，进一步加剧LED内部元器件的热损伤，从而加速LED的衰老过程。

为了避免LED反向漏电现象的发生，我们可以采取一些措施。

首先，合理设计和选择LED电路。

合理的电路设计可以降低反向电压的施加，减少反向漏电的可能性。

其次，正确使用和操作LED设备。

避免误操作和人为损坏LED设备，减少反向漏电的风险。

第三，使用适当的保护措施。

例如，可以在电路中添加正向电压保护二极管，以防止反向电压的施加。

LED反向漏电是LED灯具在使用过程中可能会遇到的问题。

静电导致闪屏原理
静电导致闪屏的原理是：LCD屏上如果存在静电不能快速释放，会将电荷累积在外壳上，导致外壳电位瞬间超过内部工作地，从而对内部电路造成倒灌，引发闪屏现象。

为避免静电导致闪屏，可以采取以下措施：
1.在操作LED显示屏之前，先用抗静电垫或手环进行接地处理，将身体静电释放掉。

2.在安装LED显示屏时，将它们放在干燥的地方，并避免LED显示屏受潮。

3.在搬动LED显示屏时，一定要采用正确的方法，如使用防静电袋或抗静电泡沫垫，避免
直接接触LED显示屏。

4.定期对LED显示屏进行清洁维护，使用静电清除器清除LED显示屏上的电荷。

死灯，不亮属于灾难性失效.下面列举常见的失效案例及预防措施供大家参考
1）LED散热不佳，固晶胶老化，层脱，芯片脱落
预防措施：做好LED散热工作，保证LED的散热通道顺畅（焊接时防止LED 悬浮，倾斜）
2）过电流过电压冲击，驱动，芯片烧毁（开路或短路）
预防措施：做好EOS防护，防止过电流过电压冲击或者长时间驱动LED。

3）过电流冲击，金线烧断4）使用过程中，未做好ESD防静电防护，导致LED PN结被击穿。

预防措施：防止过电流过电压冲击LED。

4）使用过程未做好防静电防护，导致LED PN结被击穿。

预防措施：做好ESD防护工作
5）焊接温度过高，胶体膨胀剧烈扯断金线或者外力冲击碰撞封装胶体，扯断金
线。

预防措施：按照推荐的焊接条件焊接使用，装配过程中注意保护封装结构部分不受损坏。

6）LED受潮未除湿，回流焊过程中胶裂，金线断。

预防措施：按照条件除湿，可利用防潮箱或者烘箱进行干燥除湿。

应按照推荐的回流参
数过回流焊。

7)回流焊温度曲线设置不合理，造成回流过程胶体剧烈膨胀导致金线断。

预防措施：按照推荐的回流参数过回流焊。

8）齐纳被击穿，装配时LED正负极被短接或者PCB板短路，LED被击穿。

预防措施：做好ESD防静电保护工作，避免正负极短路，PCB要做仔细排查。

和半导体器件一样，发光二极管(LED)早期失效原因分析是可靠性工作的重要部分，是提高LED可靠性的积极主动的方法。

LED失效分析步骤必须遵循先进行非破坏性、可逆、可重复的试验，再做半破坏性、不可重复的试验，最后进行破坏性试验的原则。

采用合适的分析方法，最大限度地防止把被分析器件(DUA)的真正失效因素、迹象丢失或引入新的失效因素，以期得到客观的分析结论。

针对LED所具有的光电性能、树脂实心及透明封装等特点，在LED早期失效分析过程中，已总结出一套行之有效的失效分析新方法。

2 LED失效分析方法2.1 减薄树脂光学透视法在LED失效非破坏性分析技术中，目视检验是使用最方便、所需资源最少的方法，具有适当检验技能的人员无论在任何地方均能实施，所以它是最广泛地用于进行非破坏检验失效LED的方法。

除外观缺陷外，还可以透过封装树脂观察内部情况，对于高聚光效果的封装，由于器件本身光学聚光效果的影响，往往看不清楚，因此在保持电性能未受破坏的条件下，可去除聚光部分，并减薄封装树脂，再进行抛光，这样在显微镜下就很容易观察LED芯片和封装工艺的质量。

诸如树脂中是否存在气泡或杂质;固晶和键合位置是否准确无误;支架、芯片、树脂是否发生色变以及芯片破裂等失效现象，都可以清楚地观察到了。

2.2 半腐蚀解剖法对于LED单灯，其两根引脚是靠树脂固定的，解剖时，如果将器件整体浸入酸液中，强酸腐蚀祛除树脂后，芯片和支架引脚等就完全裸露出来，引脚失去树脂的固定，芯片与引脚的连接受到破坏，这样的解剖方法，只能分析DUA的芯片问题，而难于分析DUA引线连接方面的缺陷。

因此我们采用半腐蚀解剖法，只将LED DUA单灯顶部浸入酸液中，并精确控制腐蚀深度，去除LED DUA单灯顶部的树脂，保留底部树脂，使芯片和支架引脚等完全裸露出来，完好保持引线连接情况，以便对DUA全面分析。

图1所示为半腐蚀解剖前后的φ5LED，可方便进行通电测试、观察和分析等试验。

LED静电击穿损坏的特点LED静电击穿损坏的特点：静电放电引起LED的PN结击穿损坏是LED器件在封装和应用组装中经常出现的危害方式，并且危害极大，静电损伤具有如下特点：1）隐蔽性:人体不能直接感知静电，即使发生静电放电，人体也不一定能有电击的感觉，这是因为人体感知的静电放电电压为2-3KV。

目前LED业内大多数情况都是通过实际应用，才能发现LED器件已受静电损伤。

2）潜伏性:静电放电可能造成LED突发性失效或潜在性失效。

突发性失效造成LED的永久性失效。

潜在性失效则可使LED的性能参数劣化，例如漏电流加大，一般GaN基LED受到静电损伤后所形成的隐患并无任何方法可治愈。

3）复杂性:在静电放电的情况下，起放电电源是空间电荷，因而它所储存的能量是有限的，不像外加电源那样具有持续放电的能力，故它仅能提供短暂发生的局部击穿能量。

虽然静电放电的能量较小, 但其放电波形很复杂，控制起来也比较麻烦。

另外，LED极为精细，失效分析难度大，使人容易误把静电损伤失效当作其它失效，在对静电放电损害未充分认识之前，常常归咎于早期失效或情况不明的失效，从而不自觉的掩盖了失效的真正原因。

4）严重性:静电潜在性失效只引起部分参数劣变，如果不超过合格范围，就意味着被损伤的LED可能毫无察觉地通过最后测试，导致出现过早期失效，这对各层次的制造商来说，其结果是最损声誉的。

针对LED静电事故，往往采取一些加强静电管制措施（如接地、铺设静电台垫、离子风扇）其改善效果也不明显。

因为静电是无处不在，很难在每个细节都能控制住静电。

但是，一旦选用抗静电指标高的LED（芯片），那问题将能彻底解决。

因为抗静电高一些的LED一般都能承受我们普通的环境下的静电。

LED 静电的解决方法
静电就是物体表面存在过剩或不足的静电荷，它是一种电能。

静电是正负电荷在局部范围内失去平衡的结果，静电是通过电子或离子转移而形成的。

静电的危害
静电放电(ESD) 引起发光二极管PN 结的击穿，是LED 器件封装和应用组装工业中静电危害的主要方式。

静电损伤具有如下特点：
1、隐蔽性:人体不能直接感知静电，即使发生静电放电，人体也不一定能有电击的感觉，这是因为人体感知的静电放电电压为2-3KV。

大多数情况都是通过测试或者实际应用，才能发现LED 器件已受静电损伤。

2、潜伏性:静电放电可能造成LED 突发性失效或潜在性失效。

突发性失效造成LED 的永久性失效：短路。

潜在性失效则可使LED 的性能参数劣化，例如漏电流加大，一般GaN 基LED 受到静电损伤后所形成的隐患并无任何方法可治愈。