LED芯片崩角机械损伤失效分析与预防
摘要:
LED芯片崩角是封装与应用过程中常见的机械损伤失效形式,对器件光电性能及可靠性构成严重威胁。本文系统分析崩角的失效机理、检测分析方法与预防措施,为提升LED器件良率与可靠性提供技术参考。
一、崩角现象定义与失效机理
崩角指LED芯片边缘或角落在机械应力作用下发生的碎裂或缺损,本质为脆性断裂行为。其形成机制如下:
- 应力集中效应
芯片边缘结构突变区域(如切线、台面)易产生应力集中,成为断裂起始点。 - 脆性材料特性
氮化镓(GaN)、蓝宝石(Al₂O₃)等半导体材料硬度高、韧性低,抗剪切与冲击能力弱。 - 动态载荷冲击
点胶头撞击、分选机吸嘴异常接触、切割刀片振动等瞬间冲击力超过材料强度极限。 - 静态应力累积
固晶胶固化收缩、热失配应力或外部安装压力导致的长期应力积累。
二、典型失效模式与影响
失效模式 | 特征描述 | 对器件的影响 |
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点状崩缺 | 芯片角部局部碎裂或剥落 | 漏电增大,严重时直接开路失效 |
线性碎裂 | 沿芯片边缘延伸的裂痕 | 光效下降,电极损伤导致驱动异常 |
贯穿性崩裂 | 裂纹延伸至发光区或焊盘 | 功能完全失效,可能引发短路风险 |