Dans la technologie d'éclairage moderne, les LED (diodes électroluminescentes) sont largement utilisées en raison de leur grande efficacité et de leur longue durée de vie. Cependant, les phénomènes de décharge électrostatique (ESD) représentent une menace significative pour la fiabilité des LED et peuvent entraîner diverses formes de défaillance, y compris une défaillance soudaine et une défaillance latente.
Échec soudain
Une défaillance soudaine fait référence à la possibilité de dommages permanents ou de court-circuit de LED lorsqu'il est soumis à une décharge électrostatique. Lorsqu'une LED est dans un champ électrostatique, si l'une de ses électrodes est en contact avec un corps électrostatique et que l'autre électrode est suspendue, toute interférence externe (comme une main humaine touchant l'électrode en suspension) peut former une boucle conductrice. Dans ce cas, la LED sera soumise à une tension dépassant sa tension de panne notée, entraînant des dommages structurels. Une défaillance soudaine réduira non seulement considérablement le taux de rendement du produit, mais augmentera également directement le coût de production de l'entreprise et affectera sa compétitivité du marché.
Défaillance latente
La décharge électrostatique peut également entraîner une défaillance latente des LED. Même s'il semble normal à la surface, les paramètres de performance de la LED peuvent progressivement se détériorer, se manifestant par une augmentation du courant de fuite. Pour les LED à base de nitrure de gallium (GAN), les dangers cachés causés par des dommages électrostatiques sont généralement irréversibles. Cette défaillance latente explique une grande proportion de défaillances causées par la décharge électrostatique. En raison de l'influence de l'énergie d'impulsions électrostatiques, des lampes LED ou des circuits intégrés (ICS) peuvent surchauffer dans les zones locales, ce qui les entraîne. Ce type de défaut est souvent difficile à détecter dans la détection conventionnelle. Cependant, la stabilité du produit sera grave Lampes à feuilles à l'épreuve des LED et provoquer des pertes économiques pour les clients.
Dommages à la structure interne
Pendant le processus de décharge électrostatique, les charges électrostatiques de polarité inverse peuvent s'accumuler aux deux extrémités de la jonction PN de la puce LED pour former une tension électrostatique. Lorsque la tension dépasse la tolérance maximale de la LED, la charge électrostatique se déchargera entre les deux électrodes de la puce LED en très peu de temps (niveau nanoseconde), générant beaucoup de chaleur. Cette chaleur peut provoquer la température de la couche conductrice et la couche d'émission de lumière PN à l'intérieur de la puce LED à augmenter fortement à plus de 1400 ℃, entraînant la fusion locale et la formation de petits trous, ce qui à son tour provoque une série de phénomènes de défaillance tels que les fuites, la décroissance de la lumière, les lumières mortes et les courts circuits.
Changements microstructuraux
Du point de vue de la microstructure, la décharge électrostatique peut provoquer des défauts de fusion et de dislocation à l'interface d'hétérojonction de la LED. Par exemple, dans les LED basées sur l'arséniure de gallium (GAAS), les dommages à la décharge électrostatique peuvent déclencher la formation de défauts d'interface d'hétérojonction. Ces défauts affectent non seulement directement les propriétés électriques et optiques de la LED, mais peuvent également se développer progressivement lors d'une utilisation ultérieure, provoquant une dégradation supplémentaire des performances de l'appareil.