led芯片封装缺陷检测方法.doc

. LED 芯片封装缺陷检测方法摘要:引脚式 LED 芯片封装工艺中封装缺陷不可避免。基于 p-n 结的光生伏特效应和电子隧穿效应,分析了一种封装缺陷对 LED 支架回路光电流的影响。利用电磁感应定律对 LED 支架回路光电流进行非接触检测,得到 LED 芯片功能状态及芯片电极与引线支架问的电气连接情况,并对检测精度的影响因素进行分析。实验表明,该方法具有高检测信噪比,能够实现对封装过程 LED 芯片功能状态及封装缺陷的检测。计算结果与实验结果较好吻合。深圳市众旺星光电科技有限公司奉行“求实创新、严格高效、客户满意”的经营方针, 诚信为本,为用户提供一流产品、一流服务的经营理念,愿与新老客户共同努力,携手发展,为推动世界光电显示行业加速发展而奋斗! 为中国的照明事业添光加彩。黄生: ********** 、 QQ: 154327039 关键词: LED 芯片;封装缺陷检测; p-n 结光生伏特效应;电子隧穿效应;非金属膜层 LED(Light-emitting diode) 由于寿命长、能耗低等优点被广泛地应用于指示、显示等领域。可靠性、稳定性及高出光率是 LED 取代现有照明光源必须考虑的因素。封装工艺是影响 LED 功能作用的主要因素之一,封装工艺关键工序有装架、压焊、封装。由于封装工艺本身的原因,导致 LED 封装过程中存在诸多缺陷(如重复焊接、芯片电极氧化等),统计数据显示[1。2]:焊接系统的失效占整个半导体失效模式的比例是 25%~ 30%,在国内[33 ,由于受到设备和产量的双重限制,多数生产厂家采用人工焊接的方法,焊接系统不合格占不合格总数的 40 %以上。从使用角度分析,LED 封装过程中产生的缺陷,虽然使用初期并不影响. 其光电性能,但在以后的使用过程中会逐渐暴露出来并导致器件失效。在 LED 的某些应用领域,如高精密航天器材,其潜在的缺陷比那些立即出现致命性失效的缺陷危害更大。因此,如何在封装过程中实现对 LED 芯片的检测、阻断存在缺陷的 LED 进入后序封装工序,从而降低生产成本、提高产品的质量、避免使用存在缺陷的 LED 造成重大损失就成为 LED 封装行业急需解决的难题。目前,LED 产业的检测技术主要集中于封装前晶片级的检测[“]及封装完成后的成品级检测睁 7I,而国内针对封装过程中 LED 的检测技术尚不成熟。本文在LED 芯片非接触检测方法的基础上睁 9J,在LED 引脚式封装过程中,利用 p-n 结光生伏特效应,分析了封装缺陷对光照射 LED 芯片在引线支架中产生的回路光电流的影响,采用电磁感应定律测量该回路光电流,实现 LED 封装过程中芯片质量及封装缺陷的检测。 1 理论分析 -n 结的光生伏特效应[m] 根据 p-n 结光生伏特效应,光生电流 I L表示为: 式中, A为p-n 结面积, q是电子电量, L n、L p分别为电子和空穴的扩散长度,J 表示以光子数计算的平均光强, α为p-n 结材料的吸收系数, β是量子产额,即每吸收一个光子产生的电子一空穴对数。在LED 引脚式封装过程中,每个 LED 芯片是被固定在引线支架上的,LED 芯片通过压焊金丝(铝丝)与引线支架形成了闭合回路,如图 1。若忽略引线支架电阻,LED 支架回路光电流等于芯片光生电流 I L。可见,当p-n 结材料和掺杂浓度一