大功率led失效分析研究

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1、分类号TN学校代码10590UDC31密级公开深圳大学硕士学位文大功率LED失效分析研究学位申请人姓名吴海林专业名称材料科学与工程学院（系、所）材料学院指导教师姓名龚晓钟、刘岩深圳大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文《大功率LED失效分析研究》是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日大功率LED失效分析研究摘要本论文的研

2、究重点是大功率发光二极管失效分析中的材料学问题。针对于这一核心问题，我们分别进行了针对影响白色发光二极管出光品质的芯片、荧光粉、灌封胶的加速寿命老化试验。对老化和未老化的样品进行对比分析，判断LED组成部件材料性质变化所对应的LED失效模式。LED加速寿命试验是在深圳清华大学研究院光机电实验室自主研发的LED在线测试系统上完成的。该平台的突出特点是对LED器件进行加速寿命实验的同时，可以通过实时测量的方式对LED器件的光、热、电性能进行原位监测。对LED器件光、热、电参数变化趋势的综合分析，可以对其失效模式做出准确的预判。在该系统上，我们分别进行了针对LED芯片、荧光粉

3、和灌封胶三个体系的老化试验，结合后续的材料学分析手段，得到具体结论如下：（1）在针对LED裸片的老化实验当中，实验结果表明，正装与垂直芯片性能稳定，没有出现失效情况；由于银反射层的氧化，导致了一枚倒装芯片失效样品的产生，具体的原因是制造工艺不够完善导致介电层对于银反射层的保护不够完全，直接表现是在整个实验过程当中，该失效样品的光、电、热性能全面劣化。（2）在荧光粉的老化实验当中，实验结果表明四种工业中常用荧光粉在老化后发光效率都有不同程度下降，橙红粉的下降幅度最为明显，具体原因是，其主要成分Sr3SiO5:2+Eu在湿热空气及蓝光照射的共同作用下发生非晶化，导致其形貌和

4、成分发生较大的改变，直接影响其发光效率。（3）在灌封胶的老化试验当中，实验结果表明，相比较环氧树脂灌封胶，硅树脂灌封胶（甲基硅树脂和苯基硅树脂）表现出更好的热稳定性。另外，实验结果表明，老化样品的反光杯表面镀银层存在氧化和硫化现象，且微观形貌发生改变，导致其颜色发生变化，致使其反光效率的降低，并引起整个LED器件发光效率的下降。I大功率LED失效分析研究关键词：大功率发光二极管；芯片；荧光粉；灌封胶；失效分析本文得到“高性能LED制造与装备中的关键基础问题研究”（973计划，2011CB013100）中第六子课题“复合应力加速寿命试验方法及可靠性规律”（2011CB01

5、3106）的资助IIThefailureanalysisofhighpowerlight-emittingdiodesAbstractThisthesismainlyfocusesonmaterialrelatedprobleminthefailureanalysisofhighpowerlight-emittingdiodes.Aimingatthecoreproblem,wecarriedoutagingteststowardstochip,phosphorandpottingcompoundsseparately.Asisknowntoall,illuminant

6、qualityofLEDmainlydependsonthesethreeparts.ThefailureanalysistechniqueandmaterialssciencerelatedtestingmethodswereusedtodeterminetheLEDfailuremodeofthosesamples.TheworkofthisthesiswasmainlycompletedonLEDacceleratedlife&onlinetestingplatformwhichwasdevelopedbytheoptomechatronicslaboratory

7、,ResearchInstituteofTsinghuaUniversityatShenzhen.TheoutstandingfeatureofthisplatformisintheprocessofacceleratedlifeexperimentofLEDdevice,alltheilluminant,electricandthermalrelatedpropertiescanbemonitoredin-situatrealtime.Byacomprehensiveanalysisonthetrendsofilluminant,ele