LED主要失效模式分析

led是一种直接将电能转换为可见光和辐射能的发光器件，具有耗电量小、发光效率高、体积小等优点，目前已经逐渐成为了一种新型高效节能产品，并且被广泛应用于显示、照明、背光等诸多领域。近年来，随着LED技术的不断进步，其发光效率也有了显著的提升，现有的蓝光LED系统效率可以达到60%；而白光LED的光效已经超过150lm/W，这些特点都使得LED受到越来越多的关注。
　　目前，虽然LED的理论寿命可以达到50kh，然而在实际使用中，因为受到种种因素的制约，LED往往达不到这么高的理论寿命，出现了过早失效现象，这大大阻碍了LED作为新型节能型产品的前进步伐。为了解决这一问题，很多学者已经开展了相关研究，并且得到了一些重要的结论。本文就是在此基础上，对造成LED失效的重要因素进行系统性的分析，并且提出一些改善措施，以期望能够完善LED的实际使用寿命。

　　一、LED失效模式

　　LED失效模式主要有：芯片失效、封装失效、热过应力失效、电过应力失效以及装配失效，其中尤以芯片失效和封装失效最为常见。本文将就这几种主要失效模式，进行详细的分析。

　　(1) 芯片失效

　　芯片失效是指芯片本身失效或其它原因造成芯片失效。造成这种失效的原因往往有很多种：芯片裂纹是由于键合工艺条件不合适，造成较大的应力，随着热量积累所产生的热机械应力也随之加强，导致芯片产生微裂纹，工作时注入的电流会进一步加剧微裂纹使之不断扩大，直至器件完全失效[4]。其次，如果芯片有源区本来就有损伤，那么会导致在加电过程中逐渐退化直至失效，同样也会造成灯具在使用过程中光衰严重直至不亮。再者，若芯片粘结工艺不良，在使用过程中会导致芯片粘结层完全脱离粘结面而使得样品发生开路失效，同样也会造成LED在使用过程中发生“死灯”现象。导致芯片粘结工艺不良的原因，可能是由于使用的银浆过期或者暴露时间过长、银浆使用量过少、固化时间过长、固晶基面被污染等。

　　(2) 封装失效

　　封装失效是指封装设计或生产工艺不当导致器件失效。封装所用的环氧树脂材料，在使用过程中会发生劣化问题，致使LED的寿命降低。这种劣化问题包括：光透过率、折射率、膨胀系数、硬度、透水性、透气性、填料性
能等，其中尤以光透过率最为重要。有研究表明光的波长越短，光透过率的劣化越严重，但是对于绿光以上波长(即大于560nm)来说，这种影响并不严重。Lumileds2003年曾公布过功率LED白光器件和φ5白光器件的寿命实验曲线，19kh后，用硅树脂封装的功率器件，光通量仍可维持初始的80%，