LED（Light-emittingdiode）由于壽命長、能耗低等優(yōu)點被廣泛地應(yīng)用于指示、顯示等領(lǐng)域?？煽啃浴⒎€(wěn)定性及高出光率是LED取代現(xiàn)有照明光源必須考慮的因素。封裝工藝是影響LED功能作用的主要因素之一,封裝工藝關(guān)鍵工序有裝架、壓焊、封裝。由于封裝工藝本身的原因,導(dǎo)致LED封裝過程中存在諸多缺陷（如重復(fù)焊接、芯片電極氧化等）,統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示[1-2]：焊接系統(tǒng)的失效占整個半導(dǎo)體失效模式的比例是25％～30％,在國內(nèi)[3],由于受到設(shè)備和產(chǎn)量的雙重限制,多數(shù)生產(chǎn)廠家采用人工焊接的方法,焊接系統(tǒng)不合格占不合格總數(shù)的40％以上。從使用角度分析,LED封裝過程中產(chǎn)生的缺陷,雖然使用初期并不影響其光電性能,但在以后的使用過程中會逐漸暴露出來并導(dǎo)致器件失效。在LED的某些應(yīng)用領(lǐng)域,如高精密航天器材,其潛在的缺陷比那些立即出現(xiàn)致命性失效的缺陷危害更大。因此,如何在封裝過程中實現(xiàn)對LED芯片的檢測、阻斷存在缺陷的LED進(jìn)入后序封裝工序,從而降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、避免使用存在缺陷的LED造成重大損失就成為LED封裝行業(yè)急需解決的難題。
目前,LED產(chǎn)業(yè)的檢測技術(shù)主要集中于封裝前晶片級的檢測[4-5]及封裝完成后的成品級檢測[6-7],而國內(nèi)針對封裝過程中LED的檢測技術(shù)尚不成熟。本文在LED芯片非接觸檢測方法的基礎(chǔ)上[8-9],在LED引腳式封裝過程中,利用p-n結(jié)光生伏應(yīng),分析了封裝缺陷對光照射LED芯片在引線支架中產(chǎn)生的回路光電流的影響,采用電磁感應(yīng)定律測量該回路光電流,實現(xiàn)LED封裝過程中芯片質(zhì)量及封裝缺陷的檢測。
1理論分析
1．1p-n結(jié)的光生伏應(yīng)[m]根據(jù)p-n結(jié)光生伏應(yīng),光生電流IL表示為：
式中,A為p-n結(jié)面積,q是電子電量,Ln、Lp分別為電子和空穴的擴散長度,J表示以光子數(shù)計算的平均光強,α為p-n結(jié)材料的吸收系數(shù),β是量子產(chǎn)額,即每吸收一個光子產(chǎn)生的電子一空穴對數(shù)。
在LED引腳式封裝過程中,每個LED芯片是被固定在引線支架上的,LED芯片通過壓焊金絲（鋁絲）與引線支架形成了閉合回路,如圖1。若忽略引線支架電阻,LED支架回路光電流等于芯片光生電流IL?？梢?當(dāng)p-n結(jié)材料和摻雜濃度一定時,支架回路光電流與光照強度I成正比。
1．2封裝缺陷機理
LED芯片受到腐蝕因素影響或沾染油污時,在芯片電極表面生成一層非金屬膜,產(chǎn)生封裝缺陷[11]。電極表面存在非金屬膜層的LED芯片壓焊工序后,焊接處形成金屬一介質(zhì)-金屬結(jié)構(gòu),也稱為隧道結(jié)。當(dāng)一定強度的光照射在LED芯片上,若LED芯片失效,支架回路無光電流流過若非金屬膜層足夠厚,只有極少數(shù)電子可以隧穿膜層勢壘,LED支架回路也無光電流流過；若非金屬膜層較薄,由于LED芯片光生電流在隧道結(jié)兩側(cè)形成電場,電子主要以場致發(fā)射的方式隧穿膜層,流過單位面積膜層的電流可表示為[12]。
其中q為電子電量,m為電子質(zhì)量,矗為普朗克常數(shù),vx、vy、vz分別是電子在x、y、z方向的隧穿速度,T（x）為電子的隧穿概率。又任意勢壘的電子隧穿概率可表示為[13]
版權(quán)與免責(zé)聲明：
凡本網(wǎng)注明“來源：智慧城市網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-智慧城市網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：智慧城市網(wǎng)www.xuelingski.com”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非智慧城市網(wǎng)www.xuelingski.com）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或和對其真實性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
