隨著LED業(yè)內(nèi)競爭的不斷加劇，LED品質(zhì)受到了前所未有的重視。LED在制造、運輸、裝配及使用過程中，生產(chǎn)設(shè)備、材料和操作者都有可能給LED帶來靜電(ESD)損傷，導(dǎo)致LED過早出現(xiàn)漏電流增大，光衰加重，甚至出現(xiàn)死燈現(xiàn)象，靜電對LED品質(zhì)有非常重要的影響。LED的抗靜電指標(biāo)絕不僅僅是簡單地體現(xiàn)它的抗靜電強度，LED的抗靜電能力與其漏電值、整體可靠性有很大關(guān)系，更是一個整體質(zhì)素和可靠性的綜合體現(xiàn)。因為往往抗靜電高的LED，它的光特性、電特性都會好。

LED靜電失效原理

由于環(huán)境中存在不同程度的靜電，通過靜電感應(yīng)或直接轉(zhuǎn)移等形式LED芯片的PN結(jié)兩端會積聚一定數(shù)量的極性相反的靜電電荷，形成不同程度的靜電電壓。

當(dāng)靜電電壓超過LED的最大承受值時，靜電電荷將以極短的時間（納秒）在LED芯片的兩個電極間放電，從而產(chǎn)生熱量。

在LED芯片內(nèi)部的導(dǎo)電層、PN結(jié)發(fā)光層形成1400℃以上的高溫，高溫導(dǎo)致局部熔融成小孔，從而造成LED漏電、變暗、死燈，短路等現(xiàn)象。被靜電擊損后的LED，嚴重的往往會造成死燈、漏電。輕微的靜電損傷，LED一般沒有什么異常，但此時，該LED已經(jīng)有一定的隱患，當(dāng)它受到二次靜電損傷時，那就會出現(xiàn)暗亮、死燈、漏電的幾率增大。

抗靜電指標(biāo)

取決于LED芯片，但LED燈更容易受靜電損傷，LED燈珠的抗靜電指標(biāo)高低取決于LED發(fā)光芯片本身，與封裝材料預(yù)計封裝工藝基本無關(guān)，或者說影響因素很小，很細微；LED燈更容易遭受靜電損傷，這與兩個引腳間距有關(guān)系，LED芯片裸晶的兩個電極間距非常小，一般是一百微米以內(nèi)吧，而LED引腳則是兩毫米左右，當(dāng)靜電電荷要轉(zhuǎn)移時，間距越大，越容易形成大的電位差，也就是高的電壓。所以，封成LED燈后往往更容易出現(xiàn)靜電損傷事故。

抗靜電指標(biāo)

LED的抗靜電指標(biāo)絕不僅僅是簡單地體現(xiàn)它的抗靜電強度，了解LED芯片外延設(shè)計制造的的人都了解，LED芯片的抗靜電能力與其漏電值、整體可靠性有很大關(guān)系，更是一個綜合質(zhì)素和可靠性的綜合體現(xiàn)，因為往往抗靜電能力高的LED，它的光特性、電特性都會好。

LED的抗靜電指標(biāo)好不僅僅意味著能適用在各類產(chǎn)品和各種環(huán)境中，還是LED綜合性能可靠的體現(xiàn)。

即便LED的亮度和電性指標(biāo)都很好，一旦其的抗靜電指標(biāo)低，就很容易因靜電損傷而死燈。對LED的抗靜電指標(biāo)進行測試是一項非常有效的品控手段，有效地評估LED抗靜電能力刻不容緩。熟悉LED制造的企業(yè)都深知目前中國LED業(yè)內(nèi)的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，不同質(zhì)量的LED，穩(wěn)定性相差甚遠，使得不少LED用戶困惑無比，甚至深受其害。其中又以因LED抗靜電低引起的暗亮、死燈、漏電等質(zhì)量事故最為損失慘重，尤其目前有一些質(zhì)量并不高的部分臺系次品、韓系企業(yè)的芯片大量涌入中國，即便是大廠產(chǎn)品，中間銷售商以次充好的現(xiàn)象時常發(fā)生，很多公司面臨著巨大的風(fēng)險。

檢測方法

不少企業(yè)都是通過“試用一批看看后果”的方式來評估LED的抗靜電，其實這是一個周期長、誤差大、成本高、風(fēng)險大的評估方法。這些企業(yè)往往在LED靜電方面都是吃一塹，長半智，加上對LED靜電測試的不了解，更多的情況下，這是不得已而為之的做法。靜電擊穿LED是個非常復(fù)雜的過程，因此，測試LED抗靜電時的模擬設(shè)計也是一項很復(fù)雜、很嚴謹?shù)臏y試。

人體模式：

當(dāng)靜電施加到被測物體時，串聯(lián)一個330歐姆的電阻施加出去，這就是模擬人與器件的接觸時電荷轉(zhuǎn)移，人與物體接觸通常也在330歐姆作用，所以叫人體模式。

機械模式：

將靜電直接作用于被測器件上，模擬工具機械直接將靜電電荷轉(zhuǎn)移到器件上，所以叫機械模式。這兩者測試儀器內(nèi)部靜電電荷儲能量、放電波形也有些區(qū)別。采用人體模式測試的結(jié)果一般為機械模式的8-10倍。LED行業(yè)，以及現(xiàn)在很多企業(yè)都使用人體模式的指標(biāo)。

檢測標(biāo)準

• 國際電工委員會的《IEC61000-4-2》
• 國際靜電協(xié)會的《ANSI-ESDSTM5.1.2-1999》
• 國際電子器件聯(lián)合委員會的《JESD22-A114/115c》
  

測試樣品種類

芯片裸晶、插腳式燈珠、常規(guī)貼片燈珠、食人魚、大功率燈珠、模組及數(shù)碼管、LED燈具。

LED抗靜電指標(biāo)

LED可以參考目前較權(quán)威的國際靜電協(xié)會(ANSI)標(biāo)準中的電壓等級分類：

案例分析一：

客戶寄來16顆封裝好的LED藍光燈珠，經(jīng)過分光測試，但未經(jīng)過老化，抗靜電的環(huán)境測試，要求查找LED芯片的漏電原因。經(jīng)過激光掃描顯微儀漏電點查找和芯片質(zhì)量鑒定。

綠色、藍色、白色、粉紅色LED這類LED芯片大多數(shù)都屬于雙電機構(gòu)，它的兩個電極層之間的厚度要比單電極的要薄很多，材質(zhì)也不一樣。因此它的抗靜電往往弱一些。所以藍、綠、白這類LED往往更容易死燈、漏電。

反向電壓1V，測得漏電流0.159mA，用細針挑掉表面硅膠，對裸露的芯片做掃描電鏡微觀檢測。 經(jīng)掃描電鏡微觀檢查，發(fā)現(xiàn)芯片非電極材料層熔融，熔成小洞，形貌特征為靜電擊穿點，再次使用激光掃描顯微儀確認所顯示的缺陷點為靜電擊穿點。

除了靜電擊穿點外，發(fā)現(xiàn)芯片外延層表面有大量黑色空洞，這些缺陷表明外延層晶體質(zhì)量較差，PN結(jié)內(nèi)部存在缺陷。這些缺陷導(dǎo)致芯片易受靜電損傷，抗靜電能力差。我們建議外延廠商做外延片TEM和SIMS分析，進一步解析產(chǎn)生空洞的原因，從而改善生產(chǎn)工藝。

案例分析二：

客戶送測LED數(shù)碼管，樣品有反向漏電現(xiàn)象，要求金鑒檢測分析失效原因。在燈珠的生產(chǎn)和使用過程中極易受到靜電損傷，導(dǎo)致漏電現(xiàn)象，建議客戶加強芯片的來料檢驗。我們選取一個不良樣品，正表筆接1腳，負表筆接12腳，即將K1反接，發(fā)現(xiàn)其存在4mA的反向電流。又將正表筆分別接8、9、10、11腳，負表筆接12腳，1A、2A、3A、4A 均能發(fā)光，也就是說，將K1反向分別和1A、2A、3A、4A串接時， 1A、2A、3A、4A均能發(fā)光，進一步說明該樣品K1異常，反向能導(dǎo)通。

數(shù)碼管抗靜電檢測數(shù)據(jù)

紅光LED芯片是單電極結(jié)構(gòu)，它兩個電極之間的材質(zhì)、厚度、襯底材料與雙電極的藍綠光LED不一樣，所承受的靜電能量要比雙電極的高很多。用潰壩的原理來講，紅色類LED的“壩”修得厚很多，所用的材料也比雙電極的要好一些，它的抗靜電量自然要高很多。但是此款芯片抗靜電能力太差，只有500V。