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ESD知识问答(四) | |
日期:2014/5/6 访问: | |
1 问:什么是静电?是如何产生的呢? 由于电荷和电场的存而产生电荷转移,从而形成两个电压极性相反的能量叫静电。静电并非静止不动的电,静电与常用电从性质上是一样的,本质都是电荷。 静电在无处不在我们的身边,即便是做足了静电防护的环境内也不可能完全没有静电,只能是减少了一些静电产生的可能而已。 人的走动、电器的感应、物体与物体之间的接触摩擦都会产生静电,想躲?没门。 2 问:抗静电指标对LED来说,很重要吗? 肯定是很重要的,一旦企业掌控了LED的抗静电水平就几乎等于掌握了LED的可靠性。 LED的抗静电指标好不仅仅意味能适用在各类产品和各种环境里面,还可以作为LED综合性能可靠的综合体现,纵观各国际LED大厂,他们的LED抗静电通常都比较好,因为要提高LED的抗静电,对LED芯片制造而言它也是一项最重要的质量指标。 因此,LED抗静电能力的高低是LED可靠性的核心体现,即便你的亮度和电性指标都很好,一旦你的抗静电指标低,那就很容易遭受到静电损害而死灯。 3 问:LED用着用着就变暗或者死灯了,咋回事? 如果LED在出厂前检验常规电性和发光时是合格,并且电流也符合LED的标准,而在使用中,甚至是在装配生产中就出现,这种情况往往都是LED被静电损伤了导致的。 对LED灯用户来说往往被LED灯供应商说是你的防静电这里不好那里不好,可实际呢这些说法也很没法去追溯分析,也不能说没有道理,但是,这类质量事故的根本往往是LED灯本身的抗静电能力低引起的,只要更换抗静电能力高的LED灯,那问题定会马到成功、事半功倍。 4 问:LED的抗静电能力取决那些方面呢? LED灯的抗静电能力取决于LED发光芯片(晶片)本身。 LED灯的抗静电能力一般与LED封装生产都没有关系。 更深入一些讲,抗静电更是取决于LED的外延片(EPI),这可就是LED的核心技术了,目前虽然国内有那么一些LED芯片厂,但能在LED市场上混的大多数厂都是购买国外的外延片回来加工的(也叫做后段吧),外延的水平目前中国还是处于一个比较落后的技术层面,好在国家现在也在扬鞭催马般的追赶人家外延技术。 5 问:LED被静电击穿、伤害的原理和过程是怎么样的? LED属于半导体类元件,它的PN结是直接裸露在外头的,很容遭遇静电。当LED两个电极上的极性不同的电荷积累(感应产生电荷或者转移过来的电荷)到一定的程度,又得不到及时释放,电荷能量一旦超过LED芯片最大承受值时,电荷将以极短的瞬间(纳秒级别)在LED两个电极层之间进行放电,产生功率焦耳的热量,在导电层之间局部(往往是电阻值最小、电极周边的位置)的形成1400℃以上的高温,高温将会把导电层之间熔融成一些小孔,从而造成漏电、暗亮、死灯、电性飘移等现象。 这个击穿LED的静电能量它并非就是一个高压,学术的讲是一个能量,它取决于电荷的量和释放的时间长短这两个核心系数。放电刹那的时间越短威力越大,电荷越多威力也越大。 静电击穿LED是个非常复杂的过程,因此,测试LED抗静电时的模拟设计也是一项很复杂、很严谨的测试。 6 问:LED被静电击穿、伤害后,有什么样的不良? 被静电击损后的LED如果是比较严重的往往是死灯、漏电。 轻微的静电损伤,LED一般没有什么异常,但此时,该LED已经有一定的隐患,当它受到二次静电损伤时,那就会出现暗亮、死灯、漏电增大啦。
7 问:为何红灯、黄绿类型的LED抗静电能力明显要强? 这类LED芯片是单电极结构,它两个电极之间的材质、厚度、衬底材料与双电极的蓝绿光LED不一样,所承受的静电能量要比双电极的高很多。 用溃坝的原理来讲,红色类LED的‘坝’修得厚很多,所用的材料也比双电极的要好一些,那它的抗水量当然要高很多啦。 8 问:绿色、蓝色、白色、粉红色LED抗静电为何要弱一些? 这类LED芯片大多数都属于双电机构,它的两个电极层之间的厚度要比单电极的要薄很多,材质也不一样。因此它的抗静电往往弱一些。 通常容易死灯、漏电的LED往往都是蓝、绿、白这类LED。 9 问:用什么样的方式来评估测试LED的抗静电能力呢? 评估LED的抗静电不少企业都是通过‘试用一批看看后果’的方式来定的,其实这是一个周期长、误差大、成本高、风险大的评估方法,这些企业往往在LED静电方面都是吃一堑长半智的,加上对LED静电测试又不了解更多的情况下不得已而为之的做法。 更有一些人,用一个塑料袋,丢几个LED进去,吹口气,捏紧袋口,猛摇猛晃一阵,拿出来看死不死灯,这方法的有效性、准确性似乎还没有学术认可哦,不过这也是一个不得已而为之的无奈办法吧,有点那种‘协和医院去了都弄不好,来些偏方、奇方看看,治得好就好,治不好就拉倒,反正都XX!’的味道。 用指针式万用表测试LED的反向电阻值,某些程度上来看,这是个相对聪明的做法,电阻值小说明LED抗静电能力差,但是,实际中,一旦抗静电上了接500V的LED,用这种方就不能判别啦,它判断一些很差的指标有一定参考意义,只能是矮个子里面挑高个子。局限性大,也不符合相关的标准规范。这仅仅是一个人的经验判别吧。 采用抗静电测试相关仪器来测试时最规范的,是最科学、最客观、最直接的方法。可目前市面市面上可以测试电子元件类抗静电指标的仪器不多,而测试电子产品成品的静电高压仪器就多如牛毛,这两者是有区别的。应加以注意。 10 问:LED抗静电测试有专门的仪器吗?和电子产品的打高压、静电电弧放电测试一样吗? LED的抗静电指标只能用专门的半导体静放电模拟测试仪来测试,不能用那种电弧放电那种静电枪来测试。 这两者有非常大的区别。 LED抗静电测试时必须将静电直接施加在LED的两个引脚上,仪器的放电波形有严格的标准规定。这种测试仪器就算将10KV直接作用在人体上,也是几乎没有任何察觉的。但是那种静电枪——操作不规范很容易伤及人身,更别说将这个枪直接电人的话,后果很不乐观的。
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