I modern belysningsteknik används lysdioder (ljusemitterande dioder) i stor utsträckning på grund av deras höga effektivitet och långa livslängd. Emellertid utgör elektrostatiska urladdningsfenomen (ESD) ett betydande hot mot lysdiodernas tillförlitlighet och kan leda till olika former av misslyckande, inklusive plötsligt misslyckande och latent misslyckande.
Plötsligt misslyckande
Plötsligt misslyckande avser möjligheten till permanent skada eller kortslutning av lysdioder när det utsätts för elektrostatisk urladdning. När en LED är i ett elektrostatiskt fält, om en av dess elektroder är i kontakt med en elektrostatisk kropp och den andra elektroden är suspenderad, kan all yttre störning (såsom en mänsklig hand som berör den suspenderade elektroden) bilda en ledande slinga. I detta fall kommer lysdioden att utsättas för en spänning som överskrider dess nominella nedbrytningsspänning, vilket resulterar i strukturella skador. Plötsligt misslyckande kommer inte bara att minska produktens avkastningsgrad avsevärt, utan kommer också direkt att öka produktionskostnaden för företaget och påverka dess marknadskonkurrenskraft.
Latent misslyckande
Elektrostatisk urladdning kan också leda till latent misslyckande av lysdioder. Även om det verkar normalt på ytan, kan ledningsparametrarna för LED gradvis försämras, manifesteras som en ökning av läckströmmen. För galliumnitrid (GaN) -baserade lysdioder är de dolda farorna orsakade av elektrostatisk skada vanligtvis irreversibla. Detta latenta fel står för en stor del av fel orsakade av elektrostatisk urladdning. På grund av påverkan av elektrostatisk pulsenergi kan LED -lampor eller integrerade kretsar (IC) överhettas i lokala områden, vilket gör att de bryts ned. Denna typ av fel är ofta svår att upptäcka vid konventionell upptäckt. Produktens stabilitet kommer emellertid att påverkas allvarligt, och problem som döda lampor kan uppstå senare, vilket kommer att förkorta livslängden för livslängden avsevärt LED Tri-säkra lampor och orsaka ekonomiska förluster till kunderna.
Intern strukturskada
Under den elektrostatiska urladdningsprocessen kan elektrostatiska laddningar av omvänd polaritet ackumuleras i båda ändarna av PN -korsningen av LED -chipet för att bilda en elektrostatisk spänning. När spänningen överskrider den maximala toleransen för LED kommer den elektrostatiska laddningen att släppas mellan de två elektroderna i LED -chipet på mycket kort tid (nanosekundnivå), vilket genererar mycket värme. Denna värme kan orsaka temperaturen på det ledande skiktet och PN-kopplingen av ljusemitterande skikt inuti LED-chipet stiger kraftigt till mer än 1400 ℃, vilket resulterar i lokala smältning och bildning av små hål, vilket i sin tur orsakar en serie felfenomen som läckage, ljus förfall, döda ljus och kortkretsar.
Mikrostrukturella förändringar
Ur mikrostrukturens perspektiv kan elektrostatisk urladdning orsaka smältnings- och dislokationsfel vid Heterojunction -gränssnittet för LED. Till exempel, i Gallium arsenid (GAAS) -baserade lysdioder, kan elektrostatisk urladdningsskada utlösa bildningen av heterojunktionsgränssnittsdefekter. Dessa defekter påverkar inte bara direkt de elektriska och optiska egenskaperna hos LED, utan kan också gradvis expandera under efterföljande användning, vilket orsakar ytterligare nedbrytning av enhetens prestanda.