用硅膠封裝、導(dǎo)電銀膠粘貼的垂直倒裝芯片易漏電

文章來(lái)源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2015-06-23

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         在大量LED失效案例總結(jié)的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)用硅膠封裝、銀膠粘結(jié)的垂直倒裝芯片易出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。這是因?yàn)椋�硅膠具有吸水透氣的物理特性，商業(yè)照明燈具，易使導(dǎo)電銀膠受潮，水分子侵入后在含銀導(dǎo)體表面電解形成氫離子和氫氧根離子，銀膠中的銀在直流電場(chǎng)及氫氧根離子的作用下被離子化后產(chǎn)生正價(jià)銀離子。同時(shí)，又由于該類垂直倒裝芯片的陽(yáng)極在底面、陰極在頂部，電流幾乎從下到上垂直流經(jīng)芯片，電工照明，LED球泡燈，正價(jià)銀離子順電流方向芯片上部發(fā)生遷移，在芯片側(cè)面形成枝晶狀遷移路徑，商業(yè)照明，并最終橋連LED有源區(qū)P-N結(jié)，從而使芯片處于離子導(dǎo)電狀態(tài)，造成漏電甚至短路故障。

       硅膠封裝、銀膠粘結(jié)的垂直倒裝芯片漏電失效分析圖

規(guī)避方法：

       眾所周知，LED射燈，Ag遷移產(chǎn)生的條件是存在濕氣和施加直流電壓，LED照明企業(yè)，則導(dǎo)體電極材料中Ag可能被離子化，并從固晶區(qū)域經(jīng)介質(zhì)遷移到有源區(qū)側(cè)面甚至上部電極附近，LED照明企業(yè)，并最終導(dǎo)致芯片漏電或短路失效。因此建議：

       1、LED封裝廠慎用硅膠封裝、銀膠粘結(jié)垂直倒裝芯片的燈珠結(jié)構(gòu)。可選用金錫共晶的焊接方式將芯片固定在支架上，照明方案，金錫合金比較穩(wěn)定，節(jié)能與環(huán)保，不易發(fā)生離子遷移。

       2、潮濕是引發(fā)離子遷移故障的重要誘因，車間照明，采用此類燈珠的燈具應(yīng)有防水特性。

案例分析：

       某客戶用硅膠封裝，導(dǎo)電銀膠粘結(jié)的垂直倒裝光源出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)不良燈珠分析，在芯片側(cè)面檢測(cè)出異常銀元素，并可觀察到銀顆粒從底部正極銀膠區(qū)域以枝晶狀延伸形貌逐漸擴(kuò)散到芯片上部P-N結(jié)側(cè)面附近，LED球泡燈，因此判定不良燈珠漏電失效極有可能為來(lái)自固晶銀膠的銀離子在芯片側(cè)面發(fā)生離子遷移所造成。銀離子遷移現(xiàn)象是在在產(chǎn)品使用過(guò)程中逐漸形成的，隨著遷移現(xiàn)象的加重， led亮化工程，最終銀離子會(huì)導(dǎo)通芯片P-N結(jié)，造成芯片側(cè)面存在低電阻通路，導(dǎo)致芯片出現(xiàn)漏電流異常，嚴(yán)重情況下甚至造成芯片短路。銀遷移的原因是多方面的，但主要原因是銀基材料受潮，銀膠受潮后，侵入的水分子使銀離子化， LED置換工程，并在由下到上垂直方向電場(chǎng)作用下沿芯片側(cè)面發(fā)生遷移。因此建議客戶慎用硅膠封裝、銀膠粘結(jié)垂直倒裝芯片的燈珠，LED-T5一體化燈管，選用金錫共晶的焊接方式將芯片固定在支架上，醫(yī)院led照明，并加強(qiáng)燈具防水特性檢測(cè)。

       在垂直結(jié)構(gòu)芯片側(cè)面可檢測(cè)出異常的銀元素并可觀察到銀顆粒