Строительная компания » »

Физика деградации мощных светодиодов во внешней среде и роль фосфора в процессе деградации

  1. Исследование стадии восстановления просвета в светодиодах
  2. Сравнение деградации светодиодов при испытании на МЕТ и других испытаниях с одинарным или двойным напряжением...

Процент ухудшения яркости в зависимости от времени для синих светодиодов, проверенных при включенном и выключенном питании, и белых светодиодов, проверенных только при включенном питании, показаны в рисунок 1 , Белые светодиоды при выключенном питании не испытывали значительного ухудшения во время теста. Рисунок 1: Процент ухудшения просвета в зависимости от времени тестирования для синих и белых светодиодов, протестированных в различных условиях эксплуатации.Процент ухудшения яркости в зависимости от времени для синих светодиодов, проверенных при включенном и выключенном питании, и белых светодиодов, проверенных только при включенном питании, показаны в   рисунок 1   ,  Белые светодиоды при выключенном питании не испытывали значительного ухудшения во время теста

( а ) синие светодиоды в состоянии включения питания; ( б ) синие светодиоды в состоянии отключения; и ( c ) белые светодиоды в состоянии включения питания. Красная линия (пунктирная линия) обозначает начальную деградацию; зеленая линия (пунктирная линия) указывает на восстановление просвета, а синяя линия (сплошная линия) указывает на окончательную деградацию светодиодов.

Время деградации просвета можно разделить на 3 этапа, как показано в рисунок 1 , Первая стадия - это начальная стадия деградации, когда влага, поступающая в силиконовую капсулирование, считается основной причиной деградации просвета. 4 , Вторая стадия - это стадия восстановления, на которой процентная деградация просвета быстро падает после начальной деградации. Причина такого восстановления просвета будет исследована во втором подразделе. Третий этап - это окончательный этап постоянной деградации из-за длительного тестирования. Длительности каждого из 3 этапов для синих и белых светодиодов при различных условиях тестирования приведены в таблице в Таблица 2 ,

Таблица 2: Время, необходимое для начальной деградации, восстановления и окончательной деградации с помощью синих и белых светодиодов при различных условиях эксплуатации.

Синие светодиоды в состоянии ВКЛ ухудшаются до 12 процентов (в первые 24 часа) на начальной стадии деградации, тогда как они ухудшаются только до 7,5 процента (в первые 24 часа), когда они находятся в состоянии ВЫКЛ. Синие светодиоды показывают процент восстановления дегенерации люмена через первые 24 часа как при включенном, так и при выключенном состоянии. В состоянии ВКЛ синие светодиоды показывают восстановление до 7,5% ухудшения люмена, тогда как в состоянии ВЫКЛ они могут восстановиться до 1% в течение следующих 24 часов тестирования. После стадии восстановления светодиоды снова начинают деградировать. На этом этапе синие светодиоды в состоянии ВКЛ показывают 30-процентное ухудшение просвета через 356 часов, в то время как до 12 процентов в случае состояния ВЫКЛ через 336 часов.

Белые светодиоды в состоянии ВКЛ не показывают стадию восстановления, но постоянно ухудшаются и достигают 33-процентного ухудшения люмена за 144 часа, и поэтому мы прекращаем тестирование белых светодиодов после 144 часов испытаний в соответствии со стандартом ASISST. 10 который устанавливает наибольшую приемлемую деградацию просвета в 30%. Это показывает отрицательное влияние люминофора на белые светодиоды по сравнению с их синими светодиодами в условиях окружающей среды. Считается, что избыточное накопление тепла из-за люминофора в белых светодиодах является причиной более высокого процентного ухудшения просвета, чем у синих, так как разница между синим и белым светодиодами заключается только в наличии люминофора, и было показано, что этот люминофор может давать дополнительное тепло во время преобразования 11 , Действительно, в последнее время предпринимаются некоторые усилия для улучшения теплового эффекта люминофора, используемого в светодиодах, такого как размещение слоя люминофора и т. Д. 12 ,

С другой стороны, при отключенном питании белые светодиоды испытывают почти нулевой процент люмена, в то время как синие светодиоды испытывают 12% люмен после 336 часов испытаний, как показано на Таблица 2 , Разница в наблюдаемой деградации обусловлена ​​гораздо более коротким временем испытания белых светодиодов. Конечно-элементный анализ диффузии влаги в светодиодные пакеты, как это делалось ранее 6 может дать гораздо более четкое объяснение, как показано в Рис. 2 ,

Рисунок 2: Количество проникновения влаги в светодиодную упаковку и присоединение матрицы во время испытаний после испытания в состоянии ВЫКЛ.

На рисунке мы видим, что влага впитывается в герметик в начале. Приблизительно через 132 часа содержание влаги в герметизирующем наполнителе насыщается, и влага начинает поступать в материал для прикрепления фильеры, и до 132 часов количество влаги в материале для прикрепления фильеры является очень низким. По мере того, как влага продолжает поступать в материал для крепления матрицы, происходит расслоение на месте крепления матрицы, и это увеличивает термическое сопротивление кости и значительно уменьшает выход в просвете, как сообщали Тан и Сингх. 7 , Расслоение при прикреплении матрицы начинается примерно через 150 часов, как видно на Рис. 2 , Поэтому для белых светодиодов наблюдается очень небольшая деградация просвета, так как материал для крепления матрицы все еще остается хорошим, и тепло, выделяемое из люминофора во время испытания просвета, также может помочь испарению некоторой влаги в герметике. В результате не наблюдается значительной деградации просвета. С другой стороны, для синих светодиодов, испытанных в течение 336 часов, расслаивание присоединения матрицы уже произошло, и что влажность в присоединении матрицы не может испаряться во время испытаний 6 это приводит к значительному ухудшению просвета, как это наблюдалось. Общее количество влаги в синих светодиодах на 40% больше, чем в белых светодиодах, и все эти 40% находятся в материале крепления матрицы.

От Таблица 2 Очевидно, что светодиоды в состоянии включения ухудшаются с большей скоростью, чем те, которые находятся в состоянии отключения, как и ожидалось. Чтобы понять механизмы, лежащие в основе увеличения деградации просвета в процентах, как показано в рисунок 1 и чтобы изучить влияние присутствия люминофора в белых светодиодах, мы рассмотрим структуру тестируемых светодиодов, как показано на Рис. 3 ,

Рисунок 3: Материалы, используемые в светодиодах, и их возможная деградация при испытании на МЕТ 13 ,

Для механической защиты светодиоды состоят из литой части (представленной в виде литого корпуса в Рис. 3 ), которая содержит весь светодиодный пакет, включая светодиодный чип (также известный как светодиодная матрица), герметизацию, свинцовую раму и радиатор. Радиатор не виден в Рис. 3 поскольку он встроен в формовочную деталь под светодиодной микросхемой и прикреплен к светодиодной микросхеме с помощью крепления матрицы (также известного как прикрепление матрицы, как показано на Рис. 3 ). Эта формовочная деталь состоит из твердого силикона, в то время как капсула светодиодного чипа выполнена из силиконовой резины, как показано на Рис. 3 13 , Эта литьевая деталь функционирует в качестве источника отражателя для повышения общей светоотдачи светодиодов, одновременно обеспечивая защиту внутреннего светодиодного чипа от воздействия окружающей среды и механических нагрузок. Силиконовая капсула функционирует как линза для направления светового луча, а также обеспечивает защиту светодиодного чипа от внешних воздействий, таких как пыль и влага.

Согласно данным OSRAM, полидиметилсилоксан и фенилсилоксаны смешиваются в разных концентрациях для превращения силикона в различные формы. 13 , Из-за разницы в концентрации материалов для формовочной части и герметизирующего силикона они имеют разный коэффициент теплового расширения 14 , 15 , Тепловые характеристики формовочной детали и герметика измеряются с помощью дилатометра NETZSCH DIL 402 PC, как показано на Рис. 4 ,

Рисунок 4: Тепловые расширения формовочной детали и герметика, измеренные при различной температуре с помощью дилатометра NETZSCH DIL 402 PC.

Во время теста температура в камере достигает 85 ° C, а при включении светодиодов внутренняя температура светодиодов может достигать 135 ° C, как указано в техническом описании OSRAM. 16 , При такой высокой температуре во время испытаний светодиодная литьевая деталь и герметизирующая резина подвергаются расширению, а герметик герметизируется на 97,5% больше, чем литьевая деталь при температуре 135 ° C.

Различия в тепловых расширениях формовочной детали и герметика создают дифференциальные термомеханические напряжения, возникающие между двумя материалами, которые приводят к расслоению, то есть пустотам или трещинам на границе раздела между формовочной деталью и герметизацией. Эти трещины видны под оптическим микроскопом высокого разрешения, как показано на Рис. 5 (а, б) соответственно для синих и белых светодиодов. Эти трещины и расслоение, в свою очередь, являются путем диффузии влаги в светодиодах, что приводит к ухудшению просвета.

Рисунок 5

Изображения с оптического микроскопа, показывающие расслаивание, вызванное разницей в тепловом расширении при 5-кратном увеличении в ( b ) белых светодиодах и ( в ) синих светодиодах по сравнению с ( а ) свежими светодиодами.

Для дальнейшего подтверждения того, что наблюдаемое расслоение действительно является причиной ухудшения качества, один образец из каждого набора с максимальным снижением прямого напряжения (Vf) выбран для исследования C-SAM. Рисунок 6 показывает типичные кривые IV белого и синего светодиодов, протестированных в различных условиях. Максимальное снижение прямого напряжения выбрано в качестве критерия выбора, поскольку при постоянном токе уменьшение прямого напряжения светодиода указывает на ухудшение теплового сопротивления чипа светодиода из-за отслоения, приложенного к матрице. 7 ,

Рисунок 6

Кривые IV для ( а ) белого и ( б ) синих светодиодов при различных условиях испытаний.

Как восстановление деградации наблюдается во время испытаний MET (как показано в рисунок 1 ), два дополнительных блока синих светодиодов при включенном и выключенном состояниях соответственно выбираются для наблюдения эффекта теста MET до восстановления. Те же образцы также выбираются для проверки их возможного расслаивания во время испытаний с использованием C-SAM. Условия испытаний, которым подвергались эти шесть образцов, и обоснование их выбора показаны в Таблица 3 ,

Таблица 3: Условия и обоснование 6 выбранных образцов для внутривенного исследования и C-SAM спектроскопии.

Сканирующая акустическая микроскопия (SAM) используется для проверки расслоения на границе раздела литьевой детали и герметизации. SAM - это неразрушающая микроскопия, которая использует сверхвысокочастотную звуковую волну для захвата изображений трещин, расслоений и пустот, присутствующих в устройстве. 17 , Режим C-SAM используется для обнаружения пустот и расслоения в пакете светодиодов для выбранных светодиодов. Область крепления светодиодной матрицы может быть легко идентифицирована квадратом в центре пакета светодиодов в Рис. 7 ,

Рисунок 7: Изображения C-SAM, показывающие расслаивание на границе раздела между силиконовой и литьевой частью белых светодиодов.Рисунок 7: Изображения C-SAM, показывающие расслаивание на границе раздела между силиконовой и литьевой частью белых светодиодов

Красная область показывает, где возникают трещины, когда образцы подвергаются воздействию высоких температур. Левое изображение показывает свежее изображение C-SAM светодиода, а правое - изображение ухудшенного светодиода C-SAM (образец 1 в Таблица 3 ). Область прикрепления матрицы может быть легко идентифицирована квадратом точно в центре пакета светодиодов.

В случае белых светодиодов при включенном питании, изображения C-SAM ясно показывают расслаивание, вызванное на границе раздела между силиконовой и литьевой частями, что представлено красными областями на Рис. 7 (б) , Красные области показывают, где возникают трещины / расслоение, когда образцы подвергаются воздействию высоких температур. С другой стороны, нет расслоения для светодиодов в состоянии ВЫКЛ или свежих светодиодов, как видно на Рис. 7 (а) , объясняя отсутствие ухудшения для белых светодиодов в состоянии ВЫКЛ. Это показывает, что расслоение является причиной ухудшения просвета белых светодиодов в состоянии включения питания, и именно внутреннее тепловыделение приводит к этому расслоению.

В случае синих светодиодов при включенном состоянии расслаивание аналогично случаю белых светодиодов при включенном состоянии, что четко наблюдается в Рис. 8 , Сравнение Рис 7 а также 8 Можно видеть, что расслаивание в синем светодиоде является более значительным, чем белые светодиоды, так как красная область больше. Это связано с более длительным временем тестирования синих светодиодов, которое составляет 356 часов, по сравнению с белыми светодиодами, которое составляет всего 144 часа. С другой стороны, состояние синих светодиодов в состоянии ВЫКЛ не показывает видимого расслоения, что снова указывает на то, что именно внутреннее тепло, генерируемое микросхемой, вызывает расслоение.

Рисунок 8: Изображения C-SAM, показывающие расслаивание на границе раздела между силиконом и формовочной частью деградированного синего светодиода.Рисунок 8: Изображения C-SAM, показывающие расслаивание на границе раздела между силиконом и формовочной частью деградированного синего светодиода

Красная область показывает, где возникают трещины / расслоение, когда образцы подвергаются воздействию высоких температур. Левое изображение показывает свежее изображение C-SAM светодиода, а правое - изображение ухудшенного светодиода C-SAM (пример 3 в Таблица 3 ). Область прикрепления матрицы может быть легко идентифицирована квадратом точно в центре пакета светодиодов.

Анализ методом конечных элементов используется для количественного понимания предлагаемых нами механизмов. Программное обеспечение ANSYS используется для анализа методом конечных элементов. Рисунок 9 представляет структуру светодиодов, используемую для моделирования ANSYS после создания сетки. Одна четвертая светодиодная структура используется для простоты проверки.

Рисунок 9: Светодиодная структура, используемая для моделирования Ansys.

Для моделирования светодиода при включенном питании температура, применяемая на внешнем корпусе, составляет 85 ° C, а температура светодиодного чипа составляет 135 ° C, как упоминалось ранее. Для симуляции светодиода в состоянии выключенного питания температура на наружном корпусе такая же, как и в состоянии включения питания, но температура на внутреннем корпусе светодиода не подается. Таблица 4 показывает параметры материалов, используемых в конечно-элементном анализе 5 ,

Таблица 4: Тепловые и механические свойства материалов, используемых при анализе методом конечных элементов.

Распределение механических напряжений и напряжений фон Мизеса в структуре СИД в двух вышеупомянутых условиях, как показано на Рис. 10 ,

Рисунок 10Рисунок 10

Сравнение механического напряжения в ( a ) светодиоде в состоянии «включено» и ( b ) светодиоде в состоянии «выключено», а von пропускает напряжение в светодиоде ( c ) в состоянии «включено» и ( d ) светодиод в состоянии «выключено».

Это хорошо видно из Рис. 10 (а, б) эта максимальная механическая нагрузка находится на границе раздела между светодиодной микросхемой и герметиком для светодиода при условии включения питания, и она находится на внешней поверхности герметика для светодиода в состоянии выключения питания из-за внешней температуры. Механическая нагрузка, присутствующая на границе раздела между герметиком и литьевой деталью, также весьма значительна для светодиода при условии включения питания. При более внимательном рассмотрении их значений, обобщенных в Таблица 5 Мы можем видеть, что максимальная механическая деформация и напряжения фон Мизеса на границе раздела чип / герметик и герметизирующий / формовочный элемент для светодиодов в состоянии включения питания значительно больше, чем для светодиодов в состоянии отключения питания. Кроме того, для светодиода, находящегося в состоянии выключенного питания, максимальное напряжение пропускаемого напряжения присутствует на внешнем крае медного радиатора, который находится очень далеко от вышеупомянутых интерфейсов. Таким образом, можно сделать вывод, что светодиоды в состоянии ВКЛ являются более восприимчивыми к расслаиванию герметика из кристалла СИД и формующей детали, и это расслаивание приводит к зазору, который позволяет влаге легко проникать в упаковку. Эти результаты точно соответствуют результатам, полученным с помощью оптического микроскопа и C-SAM.

Таблица 5: Сравнение механических напряжений и напряжений, возникающих при падении напряжения на границе раздела между чипом и герметиком светодиода и интерфейсом детали для литья герметика для светодиодов в условиях включения и выключения.

Приведенные выше результаты также согласуются с результатами наших электрических измерений, которые обобщены в Рис. 6 , Для образцов проводят внутривенные измерения, чтобы сравнить электрические характеристики светодиодов, испытанных в различных условиях. Все ухудшенные образцы испытывают снижение своих прямых напряжений, как показано на Рис. 6 , Это объясняется следующим образом.

Из-за расслаивания на границе раздела литьевой детали и герметизации влага быстро достигает места присоединения светодиодов при включенном питании. Это привело к расслаиванию присоединения чип-матрицы и, таким образом, увеличивает их тепловое сопротивление, и, следовательно, наблюдается снижение их прямых напряжений для всех деградированных светодиодов в состоянии включения питания.

Для дальнейшей количественной оценки влияния влаги и температуры на электрические характеристики светодиодных чипов в этом тесте МЕТ, коэффициент идеальности (n), последовательное сопротивление (Rs) и обратный ток насыщения ( I s ) pn-перехода каждого протестированного чипа рассчитывается с использованием метода извлечения параметров на основе интеграции, разработанного Tan et al . 4 , 7 , 18 , Эти параметры предоставляют полезную информацию относительно упакованных мощных светодиодов, протестированных в различных условиях. 20 , 21 , Результаты сведены в таблицу в Таблицы 6 а также 7 для белых и синих светодиодов соответственно.

Таблица 6: Сводка значений n, Rs и Is для протестированных упакованных белых светодиодов.Таблица 7: Сводка значений n, Rs и Is для протестированных упакованных синих светодиодов.

Коэффициент идеальности pn-перехода является мерой уровня инжекции носителя через переход 22 , Установлено, что вычисленные коэффициенты идеальности для соединения в светодиодах составляют от 3,1 до 4, что находится в пределах допустимого диапазона, о котором сообщалось, 2,0–7,0. 4 , В PN-переходе обратный ток насыщения I s обусловлен диффузионным потоком неосновных электронов с p-стороны на n-сторону и минорных отверстий с n-стороны на p-сторону. Следовательно, обратный ток насыщения зависит от коэффициента диффузии электронов и дырок, а также от энергетического барьера на стыке для носителей. Значение I очень мало, и, следовательно, любое небольшое изменение электрических характеристик чипа приведет к значительному изменению его значения, что сделает его наиболее чувствительным индикатором деградации чипа. Его значение не измеряется, но определяется по специальному алгоритму, как описано в работе. 18 , Этот алгоритм был успешно использован во многих приложениях, как показано в ссылках 4 , 7 , 18 а также 19 ,

Когда pn-переход шунтируется из-за возможного ионного загрязнения или влаги, образуется электрический путь, и, таким образом, ток может протекать через этот путь под обратным смещением, увеличивая значение I s . Таким образом, увеличение значения I s только, то есть значения n и R s существенно не меняются, представляет собой формирование шунтирующего пути через pn-переход.

Как видно из Таблицы 6 а также 7 , для белых светодиодов не наблюдается изменения порядка величин n, Is и Rs при включении и выключении питания, что указывает на отсутствие неисправности, связанной с микросхемой светодиодов в этом случае. Это можно объяснить следующим образом.

В случае белых светодиодов при включенном питании, поскольку поглощение света слоем люминофора также является источником тепловыделения в светодиодах 23 , 24 , 25 влага, поступившая в упаковку путем расслаивания на границе раздела герметизирующая / литьевая деталь, отводится внутренним теплом от слоя люминофора, не оставляя влагу, достигающую чипа, и, следовательно, значение I s не изменяется. Это показывает, что слой люминофора, используемый для преобразования синего света в желтый свет в белых светодиодах, действительно защищает светодиодный чип от деградации из-за влаги в тесте MET. С другой стороны, более высокое внутреннее тепло от микросхемы и люминофора в белых светодиодах приводит к более сильной деградации корпуса светодиодов, чем синие светодиоды.

С другой стороны, это не касается синих светодиодов. Мы видим, что значение Is значительно уменьшается при включении питания, в то время как его значение значительно возрастает при отключении питания. Например, I s уменьшается в 1000 раз для синих светодиодов, протестированных при включенном состоянии в течение 365 часов, в то время как его значения n и Rs изменяются незначительно. Это может быть связано с наличием ионного загрязнения в соединении в свежих светодиодах, и входящая влага, которая достигает соединения, растворяет загрязнение. Тем не менее, высокая температура перехода светодиодов при включенном питании испаряет влагу из светодиодного перехода, что, в свою очередь, также удаляет загрязнения, растворенные во влаге, тем самым уменьшая ток обратной утечки на переходе. C-SAM изображения в Рис. 8 четко проверьте наличие влаги в параметре светодиодной микросхемы для синего светодиода в состоянии ВЫКЛ, тогда как для светодиодной микросхемы в состоянии ВКЛ. С другой стороны, когда синие светодиоды находятся в состоянии отключения питания, влага достигает периметра светодиода и остается там из-за недостатка тепла, которое может испарять влагу. Таким образом, светодиодная микросхема защищена от входящей влаги при включенном питании, но это тепло также влияет на материалы для крепления матрицы, а также на окружающие упаковочные материалы, что приводит к большей деградации просвета по сравнению с синим светодиодом в состоянии ВЫКЛ. Снижение Vf в Рис. 6 (б) является четким показателем увеличения теплового сопротивления светодиодов, тестируемых при включенном питании.

Исследование стадии восстановления просвета в светодиодах

Чтобы исследовать проникновение влаги в пакеты синих светодиодов при включенном состоянии, светодиоды до периода восстановления, то есть тестируются только в течение 24 часов и после периода восстановления (тестируются до конца теста), исследуются с использованием C-SAM. Для начальной стадии деградации, как показано в Рис. 11 (а) очень слабое расслоение видно по сравнению со светодиодами после полного тестирования в Рис. 11 (б) , Это показывает, что первоначальная деградация происходит из-за влаги, захваченной силиконовой капсулированием, как показано Tan et al . 4 тогда как более поздняя процентная деградация просвета происходит из-за большого количества влаги, проникающей через этот зазор, созданного на границе раздела между силиконовой оболочкой и формовочной деталью, что приводит к различным стадиям деградации, как показано Tan et al . 7 ,

Рисунок 11: Изображения C-SAM для сравнения синих светодиодов до и после стадии восстановления.Рисунок 11: Изображения C-SAM для сравнения синих светодиодов до и после стадии восстановления

Красные области показывают, где возникают трещины / расслоение, когда образцы подвергаются воздействию высокой температуры и влажности. Изображение слева показывает изображение C-SAM синего светодиода, протестированное в течение 24 часов, а изображение справа - изображение C-SAM синего светодиода, протестированное в течение 356 часов. Область прикрепления матрицы может быть легко идентифицирована квадратом точно в центре пакета светодиодов.

Чтобы проверить влияние проникновения влаги в пакеты светодиодов, изображения C-SAM для светодиодов, перевернутых вверх дном (т. Е. Объектив направлен вниз), взяты для синих светодиодов при включенном состоянии до восстановления и после полного испытания. Маленькие черные точки на изображениях C-SAM представляют собой небольшие пустоты (захваченные пузырьки) на интерфейсе формовочной детали / головки матрицы и интерфейса присоединения светодиодного чипа / матрицы. Область прикрепления матрицы может быть легко идентифицирована квадратом в центре пакета светодиодов в Рис. 12 ,

Рисунок 12

C-SAM перевернутого синего светодиода ( а ) до начальной деградации (испытано в течение 24 часов) и ( b ) после окончательной деградации (проверено в течение 356 часов). После тестирования в течение 356 часов интерфейс присоединения матрицы со светодиодным чипом полностью почернел, тогда как область вне светодиодного чипа не была затемнена. Область прикрепления матрицы может быть легко идентифицирована квадратом точно в центре пакета светодиодов.

Вся поверхность крепления матрицы заполнена черными точками из-за пустот, создаваемых влагой для синих светодиодов при включенном питании после завершения теста, как показано на Рис. 12 (а) , Это показывает, что зазор, созданный на границе раздела между формовочной деталью и герметизирующей оболочкой, позволяет большому количеству влаги проникать через крепление матрицы и достигать его, а также верхней поверхности светодиодной матрицы, что приводит к увеличению процентного ухудшения просвета. Это соответствует результатам, показанным в Таблица 7 для синих светодиодов, где I s уменьшается в 1000 раз, как объяснено ранее, однако для светодиодов, протестированных только до 24 часов, т.е. до периода восстановления, наблюдается только 10-кратное уменьшение значения I s . Это большое изменение значений I s указывает на то, что влага испаряется со светодиодного чипа из-за высокой температуры перехода, поскольку испытания продолжаются, улучшая значения I s . Поскольку высокая температура соединения также приводит к расслаиванию крепления матрицы из-за дифференциального теплового расширения между чипом и материалом крепления матрицы, напряжение фон Мизеса здесь максимально, как показано на Рис. 10 крепление матрицы поглощает большую часть влаги, поступающей из зазора, образованного между формующей деталью и герметиком, поскольку это единственный доступный путь проникновения влаги, и это уменьшает количество влаги, присутствующей в герметике. Таким образом, свет от светодиодного чипа меньше рассеивается влагой в герметизаторе, и восстановление после разрушения просвета наблюдается после первоначального разрушения просвета в течение первых 24 часов.

Сравнение деградации светодиодов при испытании на МЕТ и других испытаниях с одинарным или двойным напряжением

Были проведены обширные исследования надежности светодиодов высокой мощности, но большинство из них проводились с использованием эффекта одиночного или двойного напряжения на светодиодах. Как правило, одиночное напряжение - это либо электрическое напряжение, либо напряжение рабочей температуры, а двойное напряжение может быть комбинацией электрического напряжения при испытаниях при высокой температуре или высокой температуре и влажности. Режимы отказов и механизмы отказов, связанные с этими одиночными, двойными и тройными напряжениями на светодиодах, суммированы в Таблица 8 ,

Таблица 8: Сводка режимов отказов и механизмов отказов, связанных с этими одиночными, двойными и тройными напряжениями на светодиодах.

От Таблица 8 Мы можем видеть различия в механизмах отказа светодиодов при испытаниях при разных напряжениях. Например, светодиоды испытывали быстрое ухудшение светоотдачи из-за потемнения белой силиконовой отражающей части устройства и отсоединения герметика от формовочной части, что создавало широкий и легкий путь проникновения влаги внутрь пакета СИД и создавало дальнейшее повреждение СИД при МЕТ. тестовое задание. Этот механизм отказа является уникальным для теста MET, и он показывает, что для оценки надежности светодиодов при различных условиях эксплуатации, в зависимости от их применений, должны проводиться разные тесты надежности. Например, для использования светодиодов в помещении может быть достаточно только электрического испытания, если включен хороший радиатор; если теплоотвод плохой, то подойдет электрическое и тепловое испытание. Однако для наружного использования необходим MET, а также может потребоваться температура-влажность в период, когда светодиоды не включены, например, утром. В таких приложениях, как морские и автомобильные, светодиоды будут сталкиваться со всеми тремя факторами стресса: высокой температурой, влажностью и электрическим напряжением одновременно, когда светодиоды включены, и потребуется тест MET. Тест MET может помочь индустрии светодиодов понять новые механизмы отказа светодиодов при использовании на открытом воздухе или в жестких условиях.