LED芯片封装缺陷检测方法研究1
- 发布时间：2011/6/21 14:58:32
- 浏览次数：1177
目前,LED产业的检测技术主要集中于封装前晶片级的检测[4-5]及封装完成后的成品级检测[6-7],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[8-9],在LED引脚式封装过程中,利用p-n结光生伏应,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
1．1p-n结的光生伏应[m]根据p-n结光生伏应,光生电流IL表示为：
式中,A为p-n结面积,q是电子电量,Ln、Lp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IL。可见,当p-n结材料和掺杂浓度一定时,支架回路光电流与光照强度I成正比。
1．2封装缺陷机理
LED芯片受到腐蚀因素影响或沾染油污时,在芯片电极表面生成一层非金属膜,产生封装缺陷[11]。电极表面存在非金属膜层的LED芯片压焊工序后,焊接处形成金属一介质-金属结构,也称为隧道结。当一定强度的光照射在LED芯片上,若LED芯片失效,支架回路无光电流流过若非金属膜层足够厚,只有极少数电子可以隧穿膜层势垒,LED支架回路也无光电流流过；若非金属膜层较薄,由于LED芯片光生电流在隧道结两侧形成电场,电子主要以场致发射的方式隧穿膜层,流过单位面积膜层的电流可表示为[12]。
其中q为电子电量,m为电子质量,矗为普朗克常数,vx、vy、vz分别是电子在x、y、z方向的隧穿速度,T（x）为电子的隧穿概率。又任意势垒的电子隧穿概率可表示为[13]