发光二极管失效分析_图文(精)

发光二极管失效分析

蔡伟智

(厦门三安电子有限公司 , 福建厦门 361009

摘要 :基于发光二极管 (LE D 所具有的特点 , 系统地总结出一套发光二极管失

效分析方法 , 并给出了几个典型失效分析案例 , 简要阐述了失效分析过程中的注意事项。通过失效分析 , 进一步优化和改善了 LE D 的制造技术 , 达到提高质量和可靠性的目的。该方法在失效分析过程中具有一定的指导意义。

关键词 :发光二极管 ; 失效分析 ; 解剖 ; 金相学

中图分类号 :T N312+18文献标识码 :A 文章编号 :10032353X (2007 032255204

F ailure Analysis for Light Emitting Diode

CAI Wei 2zhi

(Xiamen Sanan Electronics Co 1, Ltd 1, Xiamen 361009, China

Abstract :Based on the properties of light , was summarized , and several kinds of exam ples for , regulation analysis were explained. the further optimized and im proved for raising the of to the method of failure analysis for LE D 1 K ey LE ; analysis ; dissect ; metallography

1引言

和半导体器件一样 , 发光二极管 (LE D 早期失效原因分析是可靠性工作的重

要部分 , 是提高 LE D 可靠性的积极主动的方法。 LE D 失效分析步骤必须遵循先进行非破坏性、可逆、可重复的试验 , 再做半破坏性、不可重复的试验 , 最后进行破坏性试验的原则。采用合适的分析方法 , 最大限度地防止把被分析器件

(DUA 的真正失效因素、迹象丢失或引入新的失效因素 , 以期得到客观的分析结论。针对 LE D 所具有的光电性能、树脂实心及透明封装等特点 , 在 LE D 早期失效分析过程中 , 已总结出一套行之有效的失效分析新方法。

2 LE D 失效分析方法

211减薄树脂光学透视法

在 LE D 失效非破坏性分析技术中 , 目视检验是使用最方便、所需资源最少的方法 , 具有适当检验技能的人员无论在任何地方均能实施 , 所以它是最广泛地用于进行非破坏检验失效 LE D 的方法。除外观缺陷外 , 还可以透过封装树脂观察内部情况 , 对于高聚光效果的封装 , 由于器件本身光学聚光效果的影响 , 往往看不清楚 , 因此在保持电性能未受破坏的条件下 , 可去除聚光部分 , 并减薄封装树脂 , 再进行抛光 , 这样在显微镜下就很容易观察 LE D 芯片和封装工艺的质量。诸如树脂中是否存在气泡或杂质 ; 固晶和键合位置是否准确无误 ; 支架、芯片、树脂是否发生色变以及芯片破裂等失效现象 , 都可以清楚地观察到了。

212半腐蚀解剖法

对于 LE D 单灯 , 其两根引脚是靠树脂固定的 , 解剖时 , 如果将器件整体浸入酸液中 , 强酸腐蚀祛除树脂后 , 芯片和支架引脚等就完全裸露出来 , 引脚失去树脂的固定 , 芯片与引脚的连接受到破坏 , 这样的解剖方法 , 只能分析 DUA 的芯片问题 , 而难于分析 DUA 引线连接方面的缺陷。因此我们采用半腐蚀解剖法 , 只将 LE D 2DUA 单灯顶部浸入酸封装、测试与设备

March 2007Semiconductor Technology Vol 132No 13 255

液中 , 并精确控制腐蚀深度 , 去除 LE D 2DUA 单灯顶部的树脂 , 保留底部树脂 , 使芯片和支架引脚等完全裸露出来 , 完好保持引线连接情况 , 以便对 DUA 全面分析。图 1所示为半腐蚀解剖前后的 <5LE D , 可方便进行通电测试、

观察和分析等试验。

图 1半腐蚀解剖前后的 <5LE D

在 LE D 2DUA 缺陷分析过程中 , 经常遇到器件

初测参数异常 , 测 , 芯片参数又恢复正常 , , 所造成。 , 祛除了 , 又保持 DUA 内部引线连接 , 这样就很容易确认造成失效的因素。 213金相学分析法金相学分析法是源于冶金工业的分析和生产控制手段 , 其实质是制备供分析样品观察用的典型截面 , 它可以获得用其他分析方法所不能得到的有关结构和界面特征方面的现象 [1]。 LE D 的截面分析 , 是对 LE D 2DUA 失效分析的“ 最后手段” , 此后一般无法再进行其他评估分析。它也是一种 LE D 解剖分析法 , 为了分析微小样品 , 在一般试验中 , 需要对分析样品进行树脂灌封 , 以便进行机械加工 , 再对所需要分析的界面进行刨削或切断 , 然后经过研磨、抛光 , 获得所要分析的界面。而对 LE D 器件 , 有很多本身就是树脂灌封器件 , 这样只要选好界面 , 就可通过刨削、研磨、抛光等 , 获得 LE D 2DUA 的典型截面。操作中 , 剖截面通常可用金刚砂纸

研磨 , 当接近所关注的区域时 , 改用较细的金刚砂纸研磨或水磨 , 最后在细毛织物上用0105μm 的氧化铝膏剂抛光。图 2为 <5白光 LE D 侧向典型截面 , 可清楚地看到其结构情况

。

图 2 <5白光 LE D 侧向典型截面

需要注意的是 G aN 基 LE D 中的蓝宝石衬底异常坚硬 , 由于目前尚未有较好的研磨方法 , 因此对这类的 DUA 还难以对芯片进行截面分析。

214析因试验分析法

析因试验是根据已知的结果 , 去寻找产生结果的原因而进行的分析试验 [2]。通过试验 , 分清是主要影响还是次要影响的因素 , 可以明确进一步分析试验的方向。。