為什么來料LED芯片一定要做光熱分布測試

1. 目前市場上使用最多的水平結構芯片，歐姆接觸電極在芯片的同一側，電流不可避免的要橫向傳輸，電流密度會隨著電極距離的遠近而發生變化，即正負電極靠近的地方，電流密度會較大，使得電流密度不均勻已成為水平結構LED固有的技術瓶頸。

2. 許多與LED芯片制造相關的關鍵技術問題尚未完全解決，特別是大功率LED芯片的設計、制造工藝中材料的選擇以及工藝參數等問題，使得電流密度均勻性存在較大的可優化空間，各家芯片（無論是水平結構還是垂直結構）在電流密度均勻性方面會存在較大的差異。

 3. 芯片內部產生電流聚集效應，會導致LED芯片電注入效率下降、發光不均勻、局部熱量集中等不良現象，從而影響 LED芯片的性能及可靠性。通過光熱分布測試，能清晰觀察到芯片電流密度均勻性問題，更加全面的評估芯片質量，有效辨別各家芯片質量好壞。

 案例分析（一）不同家小尺寸芯片電流密度均勻性差異大

 以下為不同廠家11mil*30mil尺寸大小芯片光熱分布的對比。對于該小尺寸芯片，電流在芯片中橫向擴展的路徑較短，理論上電流聚集效應較輕微。但是，不同廠家的工藝技術存在差別，芯片電流密度均勻性仍存在較大差異，甚至出現不同廠家芯片高低溫度相差數十度！從以下三家同尺寸芯片的光熱分布對比中可以看出：

 1. 芯片A發光最強，發熱量最小，光熱分布最均勻，說明該芯片電流密度均勻性好，量子效率高，應用在高端LED中，該款芯片是首選。

 2. 芯片B和芯片C均為正極區域發光發熱弱，負極區域發光發熱強，推斷該兩款芯片為電流擴展不良導致的光熱分布不均。該兩款芯片量子效率低，存在局部高溫現象，性能和可靠性都不如芯片A。

 3. 不同廠家芯片微觀區域高低溫度可以相差數十度！

 通過對來料芯片進行光熱分布檢驗，可以清楚判斷芯片電流密度是否均勻，是否存在局部過熱，亮度和溫度孰高孰低，產品性能和可靠性孰優孰劣，從而對芯片進行全面的評估，幫助客戶選擇最合適的芯片提供有力的數據支撐。

案例分析（二）有的芯片是正電極更熱，有的芯片是負電極更熱！

 以下為兩個廠家22mil*35mil尺寸大小芯片光熱分布的對比。對于該尺寸大功率正裝芯片，電流在芯片中橫向擴展的路徑較長，導致電流聚集效應更加明顯，因此必須具備合理的電極圖形設計以及較好的歐姆接觸特性，才能使注入電流在LED芯片的有源層中均勻分布。目前許多與大功率 LED 芯片制造相關的關鍵技術問題還有待解決，各芯片廠家對于問題的解決能力有高有低，使得不同家芯片的性能存在巨大差異！從以下兩家同尺寸芯片的光熱分布對比中可以看出：

 1. 對比11*30mil芯片，該大尺寸大功率芯片電流密度均勻性相對較差，這也是目前大功率水平結構LED芯片發展的技術瓶頸之一。

 2. 通過大量測試發現，不同款的芯片，正負電極熱度不同，有的芯片是正電極更熱，有的芯片是負電極更熱，如下圖該兩款芯片。電極過熱會導致電極金屬出現熔融，歐姆接觸特性變差，降低芯片性能和可靠性。關于電極熱度，大家關注的并不多，也許芯片廠也沒做過那么細的研究。

 3. 本案例芯片A出現比較奇怪的現象：負電極更熱，但發光不強，而正極區域更亮，但溫度又不高。這表明此款芯片負電極附近量子效率低，電能在該處過多的轉化為了熱能，負電極歐姆接觸可靠性弱。

 目前大家大多關注的是LED芯片的整體性能，如亮度、結溫、電壓，對于芯片光熱分布、電流密度分布等方面關注過少，而失效往往是從局部薄弱處開始的，強烈建議LED芯片規格書里添加不同使用溫度下的光熱分布數據！做好光熱分布來料檢驗，可以使LED最亮，溫度最低，而成本最低，質量更可靠。

                                                                                                                                                                                                   來源：金鑒實驗室