芯片是LED最關鍵的原物料,其質量的好壞,直接決定了LED的性能。特別是用于汽車或固態照明設備的高端LED,絕對不容許出現缺陷,也就是說此類設備的可靠性必須非常高。然而,LED封裝廠由于缺乏芯片來料檢驗的經驗和設備,通常不對芯片進行來料檢驗,在購得不合格的芯片后,往往只能吃啞巴虧。
芯片各項性能參數測試
Wd(主波長)、Iv(亮度)、Vf(順向電壓)、Ir(漏電)、ESD(抗靜電能力)等芯片的光電性能測試,金鑒作為作為國內領先的光電半導體失效分析科研檢測機構,能夠鑒定供應商提供的產品數據是否達標。
芯片缺陷查找
1.檢測內容:
- 芯片尺寸測量,芯片尺寸及電極大小是否符合要求,電極圖案是否完整。
- 芯片是否存在焊點污染、焊點破損、晶粒破損、晶粒切割大小不一、晶粒切割傾斜等缺陷。
LED芯片的受損會直接導致LED失效,因此提高LED芯片的可靠性至關重要。
蒸鍍過程中有時需用彈簧夾固定芯片,因此會產生夾痕。黃光作業若顯影不完全及光罩有破洞會使發光區有殘余多出的金屬。晶粒在前段制程中,各項制程如清洗、蒸鍍、黃光、化學蝕刻、熔合、研磨等作業都必須使用鑷子及花籃、載具等,因此會有晶粒電極刮傷的情況發生。
2.芯片電極對焊點的影響
芯片電極本身蒸鍍不牢靠,導致焊線后電極脫落或損傷;芯片電極本身可焊性差,會導致焊球虛焊;芯片存儲不當會導致電極表面氧化,表面玷污等等,鍵合表面的輕微污染都可能影響兩者間的金屬原子擴散,造成失效或虛焊。
3. 芯片外延區的缺陷查找LED外延片在高溫長晶過程中,襯底、MOCVD反應腔內殘留的沉積物、外圍氣體和Mo源都會引入雜質,這些雜質會滲入磊晶層,阻止氮化鎵晶體成核,形成各種各樣的外延缺陷,最終在外延層表面形成微小坑洞,這些也會嚴重影響外延片薄膜材料的晶體質量和性能。
4. 芯片工藝和清潔度觀察
電極加工是制作LED芯片的關鍵工序,包括清洗、蒸鍍、黃光、化學蝕刻、熔合、研磨,會接觸到很多化學清洗劑,如果芯片清洗不夠干凈,會使有害化學物殘余。這些有害化學物會在LED通電時,與電極發生電化學反應,導致死燈、光衰、暗亮、發黑等現象出現。因此,鑒定芯片化學物殘留對LED封裝廠來說至關重要。
LED芯片的制造工藝流程
外延片→清洗→鍍透明電極層→透明電極圖形光刻→腐蝕→去膠→平臺圖形光刻→干法刻蝕→去膠→退火→SiO2沉積→窗口圖形光刻→SiO2腐蝕→去膠→N極圖形光刻→預清洗→鍍膜→剝離→退火→P極圖形光刻→鍍膜→剝離→研磨→切割→芯片→成品測試。在生長成外延片后,下一步就開始對LED外延片做電極(P極,N極),接著就開始用激光機或鉆石刀切割LED外延片,制造成芯片后,然后在晶圓上的不同位置抽取九個點做參數測試。這主要是對電壓、波長、亮度進行測試,符合正常出貨標準參數的晶圓片繼續下一步的操作,不符合要求的,就放在一邊另行處理。晶圓切割成芯片后,需要100%的目檢(VI/VC),操作者要在放大30倍數的顯微鏡下進行目測。接著使用全自動分類機根據不同的電壓、波長、亮度的預測參數對芯片進行全自動化挑選、測試和分類。最后對LED芯片進行檢查(VC)和貼標簽。芯片類型、批號、數量和光電測量統計數據記錄在標簽上,附在蠟光紙的背面。藍膜上的芯片將做最后的目檢測試,目檢標準與第一次相同,確保芯片排列整齊和質量合格。這就是LED芯片的制造流程。
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