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为什么LED芯片必须做黄金鉴光热分配测试?

日期:2021-4-30 类别: 阅读:419 (来源:互联网)

三、LED芯片内部产生电流聚集效应,会造成电注入效率降低,发光不均匀,局部热能集中等不良现象,影响芯片的性能和可靠性。现在大家最关心的是LED芯片的整体性能,比如亮度、结温、电压,对芯片的光热分布、电流密度分布等方面的关注太少了,而失效往往是从局部薄弱的地方开始的,强烈建议LED芯片规格中增加不同使用温度下光热分布的数据!

发光二极管不能解决两个问题,一个是光,另一个是热,你看那个庞大的研发部门,不外乎就是研究如何增加发光二极管的亮度和均匀性,降低散热成本。所以了解LED晶片的光热分布状况是提高LED产品品质的关键!

但是,由于缺乏相应的检测经验和检测设备,B4003无论是芯片厂还是封装灯具厂,都没有对芯片的光热分布性能进行相关的检测,导致市场上出现了大量光热分布不均匀的芯片,这就造成了芯片的亮度提高幅度较大,发热降低幅度较大等性能改进的可能性。那么怎样才能买到亮度高,热量低的LED芯片呢?金博士给出了如下的建议:

一、LED晶片的光热分布必须均匀,不能出现显微部位过暗过热的现象。

在金鉴显微光热分布系统中,观察到微区过暗过热,此处电流拥挤,电能转换成热能多于光能,量子效率低下,说明该芯片在设计上还有改进的空间。

采用金鉴显微光热分布系统,比较灯具使用温度下晶片的亮度值和热度值。

发光二极管光源的光热性能受温度的影响很大,温度升高,晶片亮度下降发热增加,因此脱离实际工作温度测试结果的准确性较差,甚至没有意义。

建议晶片厂在LED规格书中增加不同使用温度下光热分布数据!

品质要从源头控制,做好光热分布来料的检查,能使LED的亮度最大,温度最低,成本最小,质量更可靠。

为什麽LED晶片必须做黄金鉴光热分配测试?

一、目前市场上使用最多的水平结构芯片,欧姆接触电极位于芯片的同一侧,电流不可避免地要横向输送,电流密度随电极距离的远近而改变,即正、负极接近,电流密度较大,使电流密度不均匀已成为水平结构LED的内在技术瓶颈。

2.许多与LED芯片制造有关的关键技术问题还没有得到充分解决,尤其是大功率LED芯片的设计、制作过程中材料的选择和工艺参数的确定,使得电流密度均匀性存在很大的可优化空间,而各芯片(无论水平还是垂直结构)的电流密度均匀性也有很大的差别。

三、LED芯片内部产生电流聚集效应,会造成电注入效率降低,发光不均匀,局部热能集中等不良现象,影响芯片的性能和可靠性。

采用金鉴光热分布测试方法,可以清楚地观察到芯片电流密度均匀性问题,更全面地评价芯片质量,有效地鉴别各芯片的优劣。

实例分析:1)不同小型化芯片的电流密度均匀度差异较大。

下面是不同厂家11mil*30mil大小晶片的光热分布对比。对这种小型晶片,电流在晶片内的横向扩展路径较短,而理论上电流的聚集效应较小。但不同厂家的工艺技术存在差异,晶片电流密度均匀性也有很大差异,甚至晶片高低温度差几十度!同尺寸的下面三块晶片的光热分布有明显的差异:

一、芯片A发光强度最大,发热量最小,光热分布最均匀,说明芯片具有均匀的电流密度和高的量子效率,是高端LED的首选芯片。

二是芯片B与芯片C都是正极区发光发热弱,负极区发光发热强,由此推论,这两个芯片都是电流扩展不良引起的光热分布不均匀。这两种芯片量子效率低,有局部高温现象,性能和可靠性都不如A芯片好。

三、不同厂商晶片的显微区域高低温度可差几十度!

用来料芯片进行光热分布检验,可以明确判断芯片电流密度是否均匀,是否有局部过热,亮度与温度孰高孰低,产品性能与可靠性孰优孰劣,从而为客户选择最合适的芯片提供强有力的数据支持。

发光二极管晶片光热分布测试实例

实例分析(二)有些晶片正电极比较热,有些晶片负电极比较热!

下面是两个厂商22mil*35mil大小晶片的光热分布对比。对这种大功率正装芯片来说,由于电流在芯片内的横向延伸路径较长,使得电流的聚集效应更为明显,因此需要合理的电极图形设计和良好的欧姆接触特性,才能使注入电流在LED芯片的有源层中均匀分布。当前大功率LED芯片制造中的许多关键技术问题尚待解决,每个芯片制造商对于问题的解决能力都是有目共睹的,因此各个芯片的性能有很大差别!这两种材料在同一尺寸的芯片上的光热分布有明显的差异。

与11*30mil芯片相比,这种大功率芯片的电流密度均匀性较差,这也是目前大功率水平结构LED芯片发展的技术瓶颈之一。

二、金鉴通过大量的测试发现,不同芯片正负电极的温度各不相同,有些芯片正电极温度较高,而另一些芯片负电极温度较高,如图所示。焊条过热会导致焊条金属熔化,使焊条的接触特性变差,降低芯片的性能和可靠性。至于电极热,大家关注的不多,或许芯片厂也没有做过这么细致的研究。

发光二极管晶片光热分布测试实例

三、本例中晶片A出现了更奇怪的现象:负电极较热,但发光较弱,而正电极区域较亮,但温度较低。说明该芯片负极附近的量子效率较低,该位置电能过多地转换为热能,负极欧姆接触可靠性差。

现在大家最关心的是LED芯片的整体性能,比如亮度、结温、电压,对芯片的光热分布、电流密度分布等方面的关注太少了,而失效往往是从局部薄弱的地方开始的,强烈建议LED芯片规格中增加不同使用温度下光热分布的数据!做好光热分布来料检验,能使LED最亮,温度最低,而且成本低,品质更可靠。