了解LED多样的故障模式与解决方案.doc
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1、了解LED多样的故障模式与解决方案LED在高效运行方面享有当之无愧的声誉,更不用说高可靠性了。正确指定和实施,LED应该并且几乎满足每个照明应用。但是,有时实际设备的使用寿命会达不到规定的理想值。 LED是宽带隙半导体器件。因此,它们具有比现有技术更复杂和多样的故障模式。与白炽灯不同,白炽灯的故障非常简单(灯泡在灯丝断裂之前产生光线),使用LED时,故障模式的范围从机械和电气到材料。首先,快速回顾基础知识在芯片级,LED由掺杂半导体材料组成,形成p-n结。用正向电流偏置结将电子从n型导带推到p型导带。在很大比例的情况下,这种重组是一种辐射过程,产生一个光子,其波长由材料的带隙决定。一旦LED晶
2、圆被图案化,就将其切割并将各个芯片连接并封装。为了产生从LED发出光所需的正向电流,必须使用超薄线(通常为金)将其连接到引线(图1)。模具可以用银膏粘合到位,这提供电传导和热传导。另一种选择是应用粘弹性阻尼材料进行保护。然后将绝大多数LED封装在环氧树脂中,其提供机械稳定性,光学扩散和一定量的环境保护。图1:将LED芯片(蓝色)连接到引线的引线键合(金)可能会受到热膨胀应力的破坏。环氧树脂外壳吸收的水分或腐蚀性化学物质会腐蚀引线(灰色)。LED有两种主要的失败类型:渐进式和灾难性的。除了极少数例外,LED故障往往源于逐渐退化而非灾难性变化。供应商不将故障定义为二元条件,而是将其定义为连续体中的
3、指定点。根据研究,在人眼可以检测到变化之前,灯的输出可以降低多达30的光通量。因此,大多数制造商通过其输出光通量下降到初始值的70以下的时间来定义设备的生命周期。这并不是说灾难性的失败从未发生过。事实上,运行条件越极端,您的设备在某些时候可能会出现故障的可能性就越大。但是,有一些方法可以减轻许多原因,以确保应用程序的成功。材料失效模式LED材料的质量直接影响其性能和使用寿命。材料中缺陷的数量越大,电子 - 空穴复合引起非辐射衰变的可能性越大。形成大多数白光LED基础的氮化镓LED目前主要生长在涂有GaN层的蓝宝石衬底上。两种材料之间的格子不匹配引入了引起一种称为穿透位错的缺陷的应变。这些是从G
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