Список режимов отказа светодиодов - Википедия - List of LED failure modes

Неисправные синие светодиоды

Самый распространенный способ Светодиоды (и диодные лазеры ) к отказу - это постепенное снижение светоотдачи и потеря эффективности. Могут происходить и внезапные сбои, какими бы редкими они ни были. Первые красные светодиоды отличались коротким сроком службы.

Связанные с упаковкой

• Разложение эпоксидной смолы: Некоторые материалы пластиковой упаковки желтеют под воздействием тепла, вызывая частичное поглощение (и, следовательно, снижение эффективности) затронутых длин волн.
• Тепловая нагрузка: Внезапные отказы чаще всего вызваны термическими напряжениями. Когда эпоксидная смола пакет достигает своего температура стеклования, он начинает быстро расширяться, вызывая механические нагрузки на полупроводник и связанный контакт, ослабив его или даже оторвав. И наоборот, очень низкие температуры могут вызвать растрескивание упаковки.
• Дифференцированная дегенерация люминофора: Разные люминофор используемые в белых светодиодах имеют тенденцию к разложению с нагревом и старением, но с разной скоростью, вызывая изменения в создаваемом цвете света, например, в фиолетовых и розовых светодиодах часто используется состав органического люминофора, который может ухудшиться уже через несколько часов работы, вызывая серьезные сдвиг в цвете вывода.^[1]

Полупроводники и металлы

• Зарождение и рост вывихи: Это известный механизм деградации активной области, где происходит излучательная рекомбинация. Это требует наличия существующего дефекта в кристалле и ускоряется за счет тепла, высокой плотности тока и излучаемого света. Арсенид галлия и арсенид алюминия-галлия более восприимчивы к этому механизму, чем фосфид арсенида галлия и фосфид индия. Из-за различных свойств активных областей, нитрид галлия и нитрид индия-галлия практически нечувствительны к дефектам такого рода.
• Электромиграция: Это вызвано высокой плотностью тока и может перемещать атомы из активных областей, что приводит к появлению дислокаций и точечных дефектов, действующих как центры безызлучательной рекомбинации и выделяющих тепло вместо света.
• Ионизирующего излучения: Это может привести к появлению дефектов, что приведет к проблемам с радиационное упрочнение схем, содержащих светодиоды (например, в оптоизоляторы )
• Распространение металла: Вызванная высокими электрическими токами или напряжениями при повышенных температурах, диффузия металла может перемещать атомы металла от электродов в активную область. Некоторые материалы, в частности оксид индия и олова и серебро, подвержены электромиграции, которая вызывает ток утечки и безызлучательную рекомбинацию по краям кристалла. В некоторых случаях, особенно с диодами GaN / InGaN, барьерный металл слой используется для предотвращения эффектов электромиграции.
• Короткие замыкания: Механические напряжения, высокие токи и коррозионная среда могут привести к образованию усы, вызывая короткое замыкание.

Связанные со стрессом

• Тепловой разгон: Неоднородность основания, вызывающая локальную потерю теплопроводность, может вызвать тепловой разгон, когда тепло вызывает повреждение, которое вызывает больше тепла и т. д. Наиболее распространенными являются пустоты, вызванные неполным пайка, или за счет эффектов электромиграции и Киркендалл мочеиспускание.
• Текущая скученность: Неоднородное распределение плотности тока по переходу может привести к образованию текущие нити. Это может привести к созданию локализованных горячих точек, что создает риск тепловой разгон.
• Электростатический разряд: Электростатический разряд может вызвать немедленный отказ полупроводникового перехода, постоянное изменение его параметров или скрытое повреждение, вызывающее повышенную скорость деградации. Светодиоды и лазеры, выращенные на сапфир субстрат (см. кремний на сапфире ) более восприимчивы к повреждению электростатическим разрядом.
• Обратное смещение: Хотя светодиод основан на диодном переходе и номинально является выпрямителем, режим обратного пробоя для некоторых типов может происходить при очень низких напряжениях, и по существу любое избыточное обратное смещение может вызвать немедленное ухудшение характеристик и может привести к значительно ускоренному отказу. 5 В - типичное максимальное значение напряжения обратного смещения для обычных светодиодов; некоторые специальные типы могут иметь более низкие пределы.
• Катастрофическое оптическое повреждение: Может произойти при большой мощности полупроводниковые лазеры.

Рекомендации