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外延芯片及器件封装的失效机理

时间:2011-10-14 15:22:45

  外延芯片及器件封装是LED器件重要的两部分,外延芯片及器件封装决定了LED器件的可靠性。外延芯片及器件封装失效机理完全不一样,现分别对外延芯片及器件封装失效机理进行叙述。
  (1)外延芯片的失效
  影响外延芯片性能及质量的,主要是与外延层特别是P-n结部分的位错和缺陷的数目和分布情况,金属与半导体接触层质量,以及外延层及芯片表面和周边沾污引起离子数目及状况有关。芯片在加热加电条件下,会逐步引起位错、缺陷、表面和周边产生电漂移及离子热扩散,使芯片失效,正是上面所说的本质失效。要提高外延芯片可靠性指标,从根本上要降低外延生长过程中产生的位错和缺陷以及外延层表面和周边的沾污,提高金属与半导体接触质量,从而提高工作寿命的时间。目前有报道,对裸芯片作加速寿命试验,并进行推算,一般寿命达10万小时以上,甚至几十万小时。
  (2)器件封装的失效
  有报道称:LED器件失效大约70%以上是由封装引起,所以封装技术对LED器件来说是关键技术。有关LED器件封装技术在此不作详细介绍,只简要分析有关LED器件封装的可靠性问题。LED封装引起的失效是从属失效,其原因很复杂,主要来源有三部分:
  其一,封装材料不佳引起,如环氧、硅胶、荧光粉、基座、导电胶、固晶材料等。
  其二,封装结构设计不合理,如材料不匹配、产生应力、引起断裂、开路等。
  其三,封装工艺不合适,如装片、压焊、点胶工艺、固化温度及时间等。
  为提高器件封装可靠性,首先在原材料选用方面要严格控制材料的质量,在封装结构上除了考虑出光效率和散热外,还要考虑多种材料结合在一起时的热涨匹配问题。在封装工艺上,要严格控制每道工序的工艺流程,尽量采用自动化设备、确保工艺的一致性及重复性,保障LED器件性能和可靠性指标。

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