Lysdioder, eller ljusemitterande dioder, har blivit allestädes närvarande i moderna belysningstillämpningar på grund av deras energieffektivitet, lång livslängd och kompakt storlek. Men som alla elektroniska komponenter är lysdioder inte immun mot fel. Att förstå orsakerna till LED-fel är avgörande för tillverkare, designers och slutanvändare för att förbättra produktens tillförlitlighet och prestanda. Som en ledande LED -felanalysleverantör använder vi en mängd mikroskopiska analysmetoder för att diagnostisera och lösa LED -felproblem. I det här blogginlägget kommer vi att utforska några av de vanligaste mikroskopiska analysmetoderna som används i LED -felanalys.
Skanning av elektronmikroskopi (SEM)
Scanning Electron Microscopy (SEM) är en kraftfull bildteknik som använder en fokuserad stråle av elektroner för att skanna ytan på ett prov. SEM ger bilder med hög upplösning av provets yttopografi, vilket gör att vi kan identifiera fysiska defekter som sprickor, tomrum och delaminering. Vid LED -felanalys används SEM ofta för att undersöka LED -chip, paket och sammankopplingar för tecken på skador eller nedbrytning.
En av de viktigaste fördelarna med SEM är dess förmåga att tillhandahålla detaljerad information om storlek, form och distribution av defekter. Genom att analysera SEM -bilderna kan vi bestämma platsen och omfattningen av skadan, vilket kan hjälpa oss att identifiera grundorsaken till misslyckandet. Om vi till exempel observerar sprickor i LED -chipet kan vi undersöka om sprickorna orsakades av termisk stress, mekanisk stress eller tillverkningsfel.
Förutom avbildning kan SEM också användas för elementanalys. Genom att använda en energidispersiv röntgenspektroskopi (eds) detektor kan vi identifiera provets kemiska sammansättning. Denna information kan vara användbar för att bestämma förekomsten av föroreningar eller föroreningar som kan ha bidragit till LED -felet. Om vi till exempel upptäcker höga nivåer av ett visst element i LED -chipet kan vi undersöka om elementet infördes under tillverkningsprocessen eller som ett resultat av miljöexponering.
Transmission Electron Microscopy (TEM)
Transmission Electron Microscopy (TEM) är en annan kraftfull bildteknik som använder en stråle av elektroner för att överföra genom ett tunt prov. TEM tillhandahåller högupplösta bilder av provets inre struktur, vilket gör att vi kan undersöka kristallstrukturen, defekterna och gränssnitten på atomnivån. I LED -felanalys används TEM ofta för att undersöka kvaliteten på halvledarmaterialet och gränssnittens integritet mellan olika lager.
En av de viktigaste fördelarna med TEM är dess förmåga att tillhandahålla detaljerad information om kristallstrukturen och defekterna i halvledarmaterialet. Genom att analysera TEM -bilderna kan vi bestämma närvaron av dislokationer, stapla fel och andra kristalldefekter som kan ha påverkat ledningens prestanda. Om vi till exempel observerar en hög täthet av dislokationer i LED -chipet kan vi undersöka om dislokationerna orsakades av termisk stress, mekanisk stress eller tillverkningsfel.
Förutom avbildning kan TEM också användas för diffraktionsanalys. Genom att använda ett utvalt områdesdiffraktionsmönster (SAD) kan vi bestämma kristallorienteringen och gitterparametrarna för provet. Denna information kan vara användbar för att förstå tillväxtmekanismen för halvledarmaterial och kvaliteten på gränssnitten mellan olika skikt. Om vi till exempel observerar en felorientering mellan två lager i LED -chipet, kan vi undersöka om missorienteringen orsakades av gittermatchning eller tillverkningsfel.
Fokuserad jonstråle (FIB)
Fokuserad jonstråle (FIB) är en teknik som använder en fokuserad stråle av joner för att malna och avbilda ett prov. FIB kan användas för att framställa tvärsnitt av provet för ytterligare analys, såsom SEM eller TEM. I LED-felanalys används FIB ofta för att förbereda tvärsnitt av LED-chip, paket och sammankopplingar för att undersöka den interna strukturen och gränssnitten.
En av de viktigaste fördelarna med FIB är dess förmåga att tillhandahålla exakt och kontrollerad fräsning av provet. Genom att använda ett FIB-system kan vi fräsa ett tvärsnitt av provet med en hög grad av noggrannhet, vilket gör att vi kan undersöka den inre strukturen och gränssnitten på en specifik plats. Om vi till exempel misstänker att ett fel har inträffat vid ett visst gränssnitt i LED-chipet, kan vi använda FIB för att förbereda ett tvärsnitt av gränssnittet för ytterligare analys.
Förutom fräsning kan FIB också användas för avbildning. Genom att använda en sekundär elektrondetektor kan vi få bilder med hög upplösning av den malade ytan. Denna information kan vara användbar för att bestämma platsen och omfattningen av skadan, liksom kvaliteten på gränssnitten mellan olika lager. Om vi till exempel observerar en delaminering vid ett gränssnitt i LED-chipet kan vi använda FIB för att förbereda ett tvärsnitt av delaminationen för ytterligare analys.
Laserskanning konfokal mikroskopi (LSCM)
Laserskanningskonfokal mikroskopi (LSCM) är en icke-förstörande avbildningsteknik som använder en laserstråle för att skanna ytan på ett prov. LSCM ger bilder med hög upplösning av provets yttopografi, vilket gör att vi kan identifiera fysiska defekter som repor, gropar och stötar. I LED -felanalys används LSCM ofta för att undersöka ytan på LED -chipet, paketet och linserna för tecken på skador eller nedbrytning.
En av de viktigaste fördelarna med LSCM är dess förmåga att tillhandahålla tredimensionella bilder av provets yta. Genom att använda ett konfokalt mikroskop kan vi få en serie bilder på olika djup, som kan rekonstrueras för att bilda en tredimensionell bild av provet. Denna information kan vara användbar för att bestämma formen och storleken på defekterna, liksom djupet på skadan. Om vi till exempel observerar en repa på ytan på LED -chipet kan vi använda LSCM för att mäta repets djup och bredd, vilket kan hjälpa oss att bestämma skadan på skadan.
Förutom avbildning kan LSCM också användas för fluorescensavbildning. Genom att använda ett fluorescerande färgämne eller markör kan vi märka specifika molekyler eller strukturer i provet, som kan detekteras av det konfokala mikroskopet. Denna information kan vara användbar för att studera distributionen och lokaliseringen av specifika molekyler eller strukturer i provet. Om vi till exempel vill studera fördelningen av ett visst protein i LED -chipet kan vi använda en fluorescerande antikropp för att märka proteinet, som kan detekteras med det konfokala mikroskopet.
Atomic Force Microscopy (AFM)
Atomic Force Microscopy (AFM) är en icke-förstörande avbildningsteknik som använder en skarp sond för att skanna ytan på ett prov. AFM ger bilder med hög upplösning av provets yttopografi, vilket gör att vi kan identifiera fysiska defekter som grovhet, steg och terrasser. Vid LED -felanalys används AFM ofta för att undersöka ytan på LED -chipet, paketet och elektroderna för tecken på skador eller nedbrytning.
En av de viktigaste fördelarna med AFM är dess förmåga att tillhandahålla högupplösta bilder av provets yta på nanometerskalan. Genom att använda ett AFM -system kan vi få bilder med en upplösning av några nanometer, vilket kan göra det möjligt för oss att upptäcka mycket små defekter eller förändringar i yttopografin. Om vi till exempel observerar en liten bult på ytan av LED -chipet kan vi använda AFM för att mäta höjden och bredden på bulan, vilket kan hjälpa oss att avgöra orsaken till bulten.
Förutom avbildning kan AFM också användas för kraftspektroskopi. Genom att mäta kraften mellan sonden och provet kan vi få information om provets mekaniska egenskaper, såsom styvhet, elasticitet och vidhäftning. Denna information kan vara användbar för att studera beteendet hos LED -chipet under olika förhållanden, såsom termisk stress eller mekanisk stress. Om vi till exempel vill studera vidhäftningen mellan LED -chipet och paketet kan vi använda AFM för att mäta den kraft som krävs för att separera de två komponenterna.
Slutsats
Sammanfattningsvis spelar mikroskopiska analysmetoder en avgörande roll i LED -felanalys. Genom att använda en kombination av SEM, TEM, FIB, LSCM och AFM kan vi få detaljerad information om de fysiska och kemiska egenskaperna för LED -chipet, paketet och sammankopplingarna. Denna information kan hjälpa oss att identifiera grundorsaken till misslyckandet, vilket kan leda till förbättrad produkttillförlitlighet och prestanda.
Som en ledande LED -felanalysleverantör har vi lång erfarenhet av att använda dessa mikroskopiska analysmetoder för att diagnostisera och lösa LED -felproblem. Vi erbjuder också en rad andra tjänster, till exempelMisslyckande analys av halvledarchips,Screening av elektroniska komponenterochPCB-styrelsenivå Processkvalitetsutvärdering. Om du upplever LED -felproblem eller behöver hjälp med LED -felanalys, vänligen kontakta oss för att diskutera dina behov. Vi ser fram emot att arbeta med dig för att förbättra tillförlitligheten och prestandan för dina LED -produkter.
Referenser
- Goldstein, JI, Newbury, DE, Echlin, P., Joy, DC, Fiori, C., & Lifshin, E. (2003). Skanningselektronmikroskopi och röntgenmikroanalys. Springer Science & Business Media.
- Williams, DB, & Carter, CB (2009). Transmission Electron Microscopy: En lärobok för materialvetenskap. Springer Science & Business Media.
- Reimer, L. (1998). Skanning av elektronmikroskopi: Fysik för bildbildning och mikroanalys. Springer Science & Business Media.
- Pawley, JB (2006). Handbok för biologisk konfokal mikroskopi. Springer Science & Business Media.
- Meyer, E., Hug, HJ, & Howald, L. (2004). Skanningssondmikroskopi: Laboratoriet på ett tips. Springer Science & Business Media.