En la tecnología de iluminación moderna, los LED (diodos emisores de luz) se usan ampliamente debido a su alta eficiencia y vida larga. Sin embargo, los fenómenos de descarga electrostática (ESD) representan una amenaza significativa para la confiabilidad de los LED y pueden conducir a diversas formas de falla, incluida la falla repentina y la falla latente.
Falla repentina
La falla repentina se refiere a la posibilidad de daños permanentes o cortocircuito de LED cuando se somete a descarga electrostática. Cuando un LED está en un campo electrostático, si uno de sus electrodos está en contacto con un cuerpo electrostático y el otro electrodo está suspendido, cualquier interferencia externa (como una mano humana que toca el electrodo suspendido) puede formar un circuito conductor. En este caso, el LED se someterá a un voltaje superior a su voltaje de descomposición nominal, lo que resulta en daños estructurales. La falla repentina no solo reducirá significativamente la tasa de rendimiento del producto, sino que también aumentará directamente el costo de producción de la empresa y afectará la competitividad de su mercado.
Falla latente
La descarga electrostática también puede conducir a una falla latente de los LED. Incluso si parece normal en la superficie, los parámetros de rendimiento del LED pueden deteriorarse gradualmente, manifestados como un aumento en la corriente de fuga. Para los LED basados en nitruro de galio (GaN), los peligros ocultos causados por el daño electrostático suelen ser irreversibles. Esta falla latente explica una gran proporción de fallas causadas por la descarga electrostática. Debido a la influencia de la energía de pulso electrostático, las lámparas LED o los circuitos integrados (ICS) pueden sobrecalentarse en áreas locales, lo que hace que se descompongan. Este tipo de falla a menudo es difícil de detectar en la detección convencional. Sin embargo, la estabilidad del producto se verá seriamente afectada, y los problemas como las luces muertas pueden ocurrir más tarde, lo que acortará significativamente la vida útil de Lámparas de tri-a prueba de led y causar pérdidas económicas a los clientes.
Daño de la estructura interna
Durante el proceso de descarga electrostática, las cargas electrostáticas de polaridad inversa pueden acumularse en ambos extremos de la unión PN del chip LED para formar un voltaje electrostático. Cuando el voltaje excede la máxima tolerancia del LED, la carga electrostática se descargará entre los dos electrodos del chip LED en muy poco tiempo (nivel de nanosegundos), generando mucho calor. Este calor puede hacer que la temperatura de la capa conductora y la capa emisora de luz de la unión PN dentro del chip LED aumenten bruscamente a más de 1400 ℃, lo que resulta en la fusión local y la formación de pequeños agujeros, lo que a su vez provoca una serie de fenómenos de falla, como fugas, decadencias ligeras, luces muertas y cortes cortos.
Cambios microestructurales
Desde la perspectiva de la microestructura, la descarga electrostática puede causar defectos de fusión y dislocación en la interfaz de heterounión del LED. Por ejemplo, en los LED basados en Arseniuro de Gallium (GAA), el daño de descarga electrostática puede desencadenar la formación de defectos de la interfaz de heterounión. Estos defectos no solo afectan directamente las propiedades eléctricas y ópticas del LED, sino que también pueden expandirse gradualmente durante el uso posterior, causando una mayor degradación del rendimiento del dispositivo.
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