(3) 熱過應力失效

　　溫度一直是影響LED光學性質的重要因素，而在研究LED失效模式的時候，國內(nei) 外學者考慮到將工作環境溫度作為(wei) 加速應力，來進行LED加速壽命實驗[8,9]。這是因為(wei) 在LED係統熱阻不變的前提下，封裝引腳焊接點的溫度升高，則結溫也會(hui) 隨之升高，從(cong) 而導致LED提前失效。

 
  
　　圖1高功率LED的模型結構圖以及在工作環境溫度分別為(wei) (a)120℃、(b)100℃和(c)80℃下輻射功率和加速時間的關(guan) 係圖

　　Hsu等人對不同廠商所提供的LED樣品進行加速壽命實驗，該實驗將LED樣品分別置於(yu) 80、100、120℃下，使用3.2V電壓驅動，並且規定當樣品的光功率下降到起始值的50%時，即判定為(wei) 失效。圖1實驗結果表明：高功率LED的壽命隨著加速壽命實驗溫度的升高以及加速時間的增加而減小。在加速壽命實驗中，LED結溫升高會(hui) 使得環氧樹脂材料發生異變，從(cong) 而增加了係統的熱阻，使得芯片與(yu) 封裝之間的受熱表麵發生退化，最終導致封裝失效[9]。

　　(4) 電過應力失效

　　LED若在過電流的情況下使用(EOS)或者靜電衝(chong) 擊損傷(shang) (ESD)了芯片，都會(hui) 造成芯片開路，形成電過應力失效。例如，GaN是寬禁帶材料.電阻率較高。如果使用該類芯片，在生產(chan) 過程中因靜電產(chan) 生的感生電荷不易消失，當其累積到相當的程度時，可以產(chan) 生很高的靜電電壓，這一電壓一旦超過材料的承受能力，就會(hui) 發生擊穿現象並放電，使得器件失效。

       二、改善措施

　　通過對以上所介紹的LED主要失效模式的分析，可以從(cong) 中獲悉改善LED在實際使用壽命的技術方法。

　　(1) 散熱技術

　　散熱技術一直是影響LED應用的重要環節，如果LED器件不能夠及時散熱，就會(hui) 導致芯片的結溫嚴(yan) 重升高，繼而發光效率急劇下降，可靠性(如壽命、色移等)將變壞;於(yu) 此同時，高溫高熱將使LED封裝結構內(nei) 部產(chan) 生機械應力，可能進一步引發一係列的可靠性問題[5]。因此，在製造工藝上，可以選擇導熱性好的底座，並且使得LED的散熱麵積盡可能的大，從(cong) 而增加器件的散熱性能。

　　(2) 防靜電技術

　　在第2.4節中已經提到，以GaN作為(wei) 芯片的LED，在使用中存在的一個(ge) 很大問題就是靜電效應，如果不處理好這一問題，就會(hui) 嚴(yan) 重影響到器件的壽命。因此，在LED設計時，要充分考慮到防靜電的設計，以避免器件因為(wei) 高靜電電壓造成擊穿等失效現象。#p#分頁標題#e#

　　(3) 封裝技術

　　封裝所用的環氧樹脂材料，會(hui) 因為(wei) 光照以及溫升而引起其光透過率的劣化，在使用中則表現為(wei) 原本透明的環氧樹脂材料發生褐變，影響器件原本的光譜功率分布。因此，在進行LED封裝的時候，我們(men) 要嚴(yan) 格控製固化的溫度，避免在進行封裝的時候，就已經造成了環氧樹脂的提前老化。

　　另一方麵，為(wei) 了防止器件發生腐蝕現象，在選擇透明性好的封裝材料的同時，要注意注塑過程中，盡量排幹淨材料內(nei) 部的氣泡，以減小水氣的殘留量，降低器件發生腐蝕的幾率。

　　(4) 優(you) 化製造工藝

　　LED製造過程中需要合適的鍵合條件，若鍵合過大將會(hui) 壓傷(shang) 芯片，反之則會(hui) 造成器件的鍵合強度不足，使得器件容易脫鬆。因此，在保證器件鍵合強度的同時，需要盡量降低鍵合工藝對芯片造成的損傷(shang) ，以達到優(you) 化鍵合工藝的目的。

　　在進行芯片的粘接時，要求控製溫度和時間在合適的範圍之內(nei) ，使得焊料達到致密，無空洞，殘餘(yu) 應力小等工藝要求。

　　(5) 合理篩選

　　在LED出廠前，可以增加一道篩選工藝，就是對其中的一些樣品進行合理的老化和篩選試驗，剔除一些可能發生提前失效的器件，以降低LED在實際使用中的提前失效現象。

　　結論

　　綜上所述，盡管LED具有很高的理論壽命，但是在實際使用過程中，受芯片、封裝、應力等因素的影響，使用時間遠遠不能達到所預期的理論值。為(wei) 了確實提高LED的壽命，無論是在製造工藝上，還是在應用層麵上，都需要更進一步的研究、探索和實踐。隨著LED技術的不斷發展，必定還會(hui) 有新的問題不斷浮現。但是隻要能夠掌握LED失效的根本原因，就能在實踐中確實改善LED器件的性能，將這種新型光源推廣到應用領域的前端，更好地服務於(yu) 生產(chan) 和生活。