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:

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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
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