Емпирични методи за прогнозиране и изобщо не може да се считат за достоверни, в ситуация, когато става въпрос за надеждността на оптоелектронни устройства. В крайна сметка, най-често срещаните случаи на откази на оборудването, поради постепенното намаляване на власт по време на работа. По-голямата част от съществуващите стандарти използваме терминологията на постоянна скорост на провал. Разбира се, в повечето случаи, характеристиките на светодиодите се влошат постепенно. Но има случаи на неочакван неуспех поради растеж дислокация от периферията на активната област, унищожаване р-п възел с окислен края на растеж дислокация или междинна област, която разделя крайната повърхност и диелектрик покритието и оптичен непоправима повреда. В допълнение, потребителите, които се занимават с светодиоди, отдавна са разбрали: тяхната надеждност (особено по отношение на скоростта на разграждане) често зависи от продавача компоненти.
Това е правилното определение за провал - най-проблемните точка, много производители и потребители се определят кога оптоелектронния устройството е дошъл в неизправност. Друг метод за откриване на отказ - да ток и наблюдение на изходната мощност на уреда признаване единица от експлоатация, докато намаляване на мощността получи точка долу (обикновено от 20% до 50% от първоначалната стойност). Друг метод се основава на единица продукция намаляване наблюдение и възстановяване чрез увеличаване на контрол на потока. След като контрол ток достигне желаната стойност (да речем 50%), устройството може да разпознава не работи. Някои механизми недостатъчност и дефекти могат да бъдат причина за увреждане на светодиодите.
Надеждност на експерти не трябва да се съсредоточи само върху влиянието на температурата и плътността на тока, като гледна точка може да доведе до погрешна селекция от продукти.
Причини за възникване на неизправност светодиоди
1. активната област на светодиоди Разграждане
Светодиодът излъчва светлина поради преразпределение на инжектираните носители в активната област. Появата и растежа на дислокацията заедно с утаяване възлови атоми води до нарушаване на вътрешната част на областта. Такива явления могат да се появят, когато кристалната структура на справяне. Високата плътност на инжектирания ток, повишаването на температурата поради инжектира ток и тока на утечка и излъчваната светлина води до увеличаване на дефекта. От голямо значение е материалът, който се използва в производството на LED. Например, системата ALGaAs / GaAs много по-податливи на този механизъм за провал, системата от InGaAs (P) / INp.
InGaN / GaN система (за синьо и зелено LED светлина) почти не е податлива на дефекти. В активните региони могат да бъдат намерени прости р-п prerehody вградени хетероструктури, множество квантовата повреди. В границите на съединения такива структури съществуват непременно промяна на химическия състав или характеристики на самия решетката. Когато голяма степен инжектирането на химични елементи от electromigration може да се движи и в други области. Промени в кристална структура водят до нарушения като изкълчвания и точка дефекти, които стават не-излъчващи центрове. Те забавят преразпределението излъчва естествена и в крайна сметка произвежда допълнителна топлина в рамките на активния слой.
2. Разграждане на електроди
Разграждането на електродите в светодиодите е най-често на електрод P област (обикновено, устройството включва п-тип субстрат и област на р-електрод е оформен в близост до активния участък на LED). Основен фактор на разграждане на устройство - метална разпространението във вътрешния участък (това се нарича периферна дифузия) полупроводници. увеличава дифузия с повишена инжектирани текущите и на температурата.
Изберете оптималната материал за омичен контакт с р-регион LED InGaN / GaN е много трудно поради големия лента празнина р-тип GaN. Сондата трябва да има нисък коефициент на взаимна дифузия на компонентите. Специалистите често използват бариерен слой, за да се премахнат electromigration явления. Актуални въпроси са по-сложни осветление в силовите полупроводници. За да ги решим, светодиоди намерят подходяща структура електрод и вертикалната компонента на електричния ток. Електродите на някои материали, например от прозрачен проводим индиево-калаен оксид (ITO), или отразяващ метал (сребро) податливи на electromigration и термична нестабилност.
Нарушаване на работния ръб - голям проблем за светодиодите на AlGaAs / GaAs, които излъчват видима светлина, но не е тази на светодиодите на InGaAsP. Окисляването се дължи на фотохимични реакции води до темповете на растеж на прага на тока, и като следствие, до намаляване на експлоатационния живот на светодиода. Друг вид на счупване на работния край може да бъде така наречената катастрофални оптичен дефект (РМД). В този случай, светлинна енергия изход надвиши зададеното ниво, както и работа ръб започва да се топи. Липса оптоелектронни устройства, обикновено не са чувствителни към разграждане ръб може да се задействат от нередности в преработка и замърсяване на чужд материал недостатъци.
3. термично разграждане.
Термично разграждане поради кухини в спойката често преобладава в полупроводници за първите 10,000 часа работа. Обем на топлина, която се излъчва LED време на работа изисква инсталирането им на радиатора или топлинно абсорбиращ субстрат чрез спойка. Ако кухината в спойката възпрепятства оптимално разсейване на топлина, генерирани горещи точки провокират термично разграждане, което води до недостатъчност. Причината за образуването на кухини в спойката може да бъде нарушение на условията на преработка или метал дифузията на интерфейса на съединението (т.нар кухина на Kirkendall). Освен това, образуването на кухини може да предизвика electromigration. Ако металът преминава през достатъчно голям настоящите работа и метални йони се преместват към срещуположните полюси, което води до образуването на кухини (позиция) на кристалите, хълмчета и мустаци. Увеличаване на мустаци може да се задейства чрез действието на вътрешно напрежение, температура, влажност и специфичността на материала. Това обикновено се случва на границата между спойката и радиатора и може да доведе до R3.
4. електростатичен разряд и електрическо претоварване
Semiconductors са много чувствителни към електростатичен разряд. (ESD), който може да доведе до неочаквани недостатъчност, параметрични промени или вътрешни смущения, което води до лошо изпълнение за непрекъсната работа. В съответствие с действащата нормативна уредба, податливостта към ESD светодиоди трябва да надвишава 100 V, когато се изпитва върху модели на човешкото тяло. Повреди, дължащи се на претоварване и ESD - това е един много голям проблем в светодиодите. За да се постигне желания клас ESD, разработчиците често използват ценерови диоди или Шотки бариера. Много от светодиоди InGaN / GaN са на разположение за продажба, на базата на сапфир субстрати, които не разполагат с електрическа проводимост. Това е причината за остатъчен електрически заряд в устройството, увеличаване на неговата чувствителност на нарушения, причинени от електростатичен заряд и претоварване.
5. Термично умора и късо съединение
Разликата на термично разширение коефициенти на спойка свързан части и е причина за образуването на механично напрежение в етапа на производство, свързани с термични цикли. Обикновено топлинна умора идва в изделия, произведени чрез използване на мека спойка. Светодиоди произведени с използване на твърд припой устоят относително стабилен топлинно натоварване. Поради високата степен на омокряне на спойката на базата на калай често протича през ръба на подложката, която може да предизвика късо съединение. Грешки могат да бъдат толерирани по време на монтажа и жилища. Причините могат да бъдат херметични, електродни терминали и фосфор. Термични напрежения в уплътнителя - това е най-честата причина за провал в полупроводника. Когато електрически претоварване поради високата температура на околната среда или температура на тялото съвпада с температура на встъкляване на уплътнител пълнител (Tg), смолата се бързо разширяване. Диференциален термичен разширяване коефициенти на вътрешните компоненти на светодиода може да причини механични повреди. Много ниски температури, са склонни да доведе до пукнатини в състава на епокси - материалът, от който лещата. Поради големия вътрешен отопление и не-излъчващи температура рекомбинация може рязко да се увеличи до 150 ° С, което може да предизвика пожълтяване на състава на епоксидна. В резултат на това тя се променя оптичната мощност, или цвета на излъчваната светлина. В случай на несъответствие на коефициентите на пречупване на уплътнителя и полупроводников материал, произведен светлината се забави в полупроводника и накрая образува допълнителен източник на топлина. След състав прегряване на епоксидна може да се получи счупване или движение на терминала електрод, и намаляване на силата на свързване на кристала и субстрата. И това може да доведе до отделяне на кристал и епокси състав.
Друг фактор в появата на разчупване устройство може да бъде механични напрежения, причинени от проводници. Нарушаването на стандартите, определени за налягането, положението и посоката по време на запояване терминали води до образуването на механично напрежение по време на нормална работна температура и критичното кривина заключения близост до LED чип. Много бели светодиоди, използвани жълто или червено / зелено фосфор. Той е податлив на термично разграждане. Ако разработчик едновременно използва два или повече различни компоненти фосфорни трябва да има сравнима през целия живот и разграждане параметри, излъчваната цвят се насища. Температурата на цвят и цвят чистотата също се намалява в процеса.
Свързани статии