基于LED芯片封装缺陷检测方法研究

来源:阿拉丁照明网 作者:—— 时间:2010-07-27 14:27

1.2封装缺陷机理

  LED芯片受到腐蚀因素影响或沾染油污时,在芯片电极表面生成一层非金属膜,产生封装缺陷[11]。电极表面存在非金属膜层的LED芯片压焊工序后,焊接处形成金属一介质-金属结构,也称为隧道结。当一定强度的光照射在LED芯片上,若LED芯片失效,支架回路无光电流流过若非金属膜层足够厚,只有极少数电子可以隧穿膜层势垒,LED支架回路也无光电流流过;若非金属膜层较薄,由于LED芯片光生电流在隧道结两侧形成电场,电子主要以场致发射的方式隧穿膜层,流过单位面积膜层的电流可表示为[12]。

  其中q为电子电量,m为电子质量,矗为普朗克常数,vx、vy、vz分别是电子在x、y、z方向的隧穿速度,T(x)为电子的隧穿概率。又任意势垒的电子隧穿概率可表示为[13]

  其中jin、jout。分别是进入膜层和穿过膜层的电流密度,x指向为芯片电极表面到压焊点,为膜层中z方向任意点的势垒,E是垂直芯片电极表面速度为vx电子的能量。

  图2为在电场f’作用‘F芯片电极表面的势垒图,其中EF为费米能级,U为电子发射势垒。由图2,若芯片电极表面为突变结,其值为U0,光生电流在隧道结两侧形成的电场强度为F,电极表面以外的势垒为U0- qFx。取芯片电极导带底为参考能级E0(x=0),因而有x<0处,U(x)=0;x>0处,U(x)=U0- qFx,根据条件U(x)=E=U0- qFx2式中d为膜层厚度,V为膜层隧道结两侧电压。当LED芯片发生光生伏特效应时,由式(7)可知,流过芯片电极表面非金属膜层的电流受到膜层厚度的影响,随着膜层增厚,流过膜层的电流减小,流过LED支架回路的光电流也将减小。



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