Qual è l'effetto della scarica elettrostatica sui componenti della sorgente luminosa a tripasto LED

Nella moderna tecnologia di illuminazione, i LED (diodi a emissione di luce) sono ampiamente utilizzati a causa della loro alta efficienza e lunga vita. Tuttavia, i fenomeni di scarico elettrostatico (ESD) rappresentano una minaccia significativa per l'affidabilità dei LED e possono portare a varie forme di fallimento, tra cui fallimento improvviso e fallimento latente.

Fallimento improvviso
Il fallimento improvviso si riferisce alla possibilità di danni permanenti o cortocircuito dei LED se sottoposti a scarico elettrostatico. Quando un LED si trova in un campo elettrostatico, se uno dei suoi elettrodi è in contatto con un corpo elettrostatico e l'altro elettrodo è sospeso, qualsiasi interferenza esterna (come una mano umana che tocca l'elettrodo sospeso) può formare un ciclo conduttivo. In questo caso, il LED sarà sottoposto a una tensione che supera la sua tensione di rottura nominale, con conseguente danno strutturale. Il fallimento improvviso non solo ridurrà significativamente il tasso di rendimento del prodotto, ma aumenterà anche direttamente il costo di produzione dell'impresa e influenzerà la sua competitività del mercato.

Fallimento latente
La scarica elettrostatica può anche portare a un fallimento latente dei LED. Anche se appare normale in superficie, i parametri di prestazione del LED possono gradualmente deteriorarsi, manifestati come aumento della corrente di perdita. Per LED a base di nitruro di gallio (GAN), i pericoli nascosti causati da danni elettrostatici sono generalmente irreversibili. Questo fallimento latente rappresenta una grande percentuale di guasti causati da scarico elettrostatico. A causa dell'influenza dell'energia elettrostatica dell'impulso, le lampade a LED o i circuiti integrati (IC) possono surriscaldarsi nelle aree locali, causando la rompersi. Questo tipo di guasto è spesso difficile da rilevare nel rilevamento convenzionale. Tuttavia, la stabilità del prodotto sarà gravemente colpita e i problemi come le luci morti potrebbero verificarsi in seguito, il che riducerà significativamente la durata del servizio di Lampade a prova di trived e causare perdite economiche ai clienti.

Danni della struttura interna
Durante il processo di scarico elettrostatico, le cariche elettrostatiche di polarità inversa possono accumularsi ad entrambe le estremità della giunzione PN del chip a LED per formare una tensione elettrostatica. Quando la tensione supera la massima tolleranza del LED, la carica elettrostatica si scaricerà tra i due elettrodi del chip a LED in un tempo molto breve (livello di nanosecondi), generando molto calore. Questo calore può causare la temperatura dello strato conduttivo e lo strato di emetto di luce della giunzione PN all'interno del chip a LED per aumentare bruscamente a più di 1400 ℃, con conseguente fusione locale e la formazione di piccoli fori, che a sua volta provoca una serie di fenomeni di fallimento come perdite, decadimento della luce, luci morti e circuiti corti.

Cambiamenti microstrutturali
Dal punto di vista della microstruttura, lo scarico elettrostatico può causare difetti di fusione e dislocazione nell'interfaccia eterojunzione del LED. Ad esempio, nei LED a base di arsenuro di gallio (GAAS), il danno da scarico elettrostatico può innescare la formazione di difetti dell'interfaccia eterojunzione. Questi difetti non solo influenzano direttamente le proprietà elettriche e ottiche del LED, ma possono anche espandersi gradualmente durante il successivo utilizzo, causando un ulteriore degrado delle prestazioni del dispositivo.