LED静电放电分析系统

LED静电自动测试系统

一、概述

半导体发光二极管（LED）由于具有光效高、寿命长、体积小和光谱分布独特等特点，被越来越多的光学领域所应用。随着LED生产技术逐渐成熟，大功率白光LED、紫光LED、紫外LED等研制成功,使得LED将有可能成为二十一世纪最有前途的光源。

随着LED业内竞争的不断加剧,LED 品质受到了前所未有的重视。LED在制造、运输、装配及使用过程中，生产设备、材料和操作者都有可能给LED带来静电(ESD)损伤，导致LED过早出现漏电流增大，光衰加重，甚至出现死灯现象，静电对LED品质有非常重要的影响。为了分析LED抗静电能力，需要使用专业的测试方法和测量仪器。

二、LED静电失效分析

2.1 LED的构造及应用

2.2 LED静电失效原理

由于环境中存在不同程度的静电，通过静电感应或直接转移等形式LED芯片的PN结两端会积聚一定数量极性相反的静电电荷，形成不同程度的静电电压。当静电电压超过LED的最大承受值时，静电电荷将以极短的时间（纳秒）在LED芯片的两个电极间放电，从而产生热量。在LED芯片内部的导电层、PN结发光层形成1400 ℃以上的高温，高温导致局部熔融成小孔，从而造成LED漏电、变暗、死灯，短路等现象。

2.3 LED静电失效现象

考察某个静电敏感度为7000V的LED的漏电流变化过程，在静电电压小于其敏感度时漏电流基本不变，而当静电电压达到其敏感度时，反向漏电流会大幅跃变。

考察某个静电敏感度为7000V的LED的正向电压变化过程：在静电电压小于其敏感度时，正向电压变化甚微，而当静电电压达到其敏感度时，正向电压会出现跃变。

三、LED静电自动测试方案

3.1 如何评估LED的抗静电能力

有些厂家采用批量试用的方法来判定LED的抗静电能力，但是这种方法周期长、成本高、误差大，最后也不能有一个准确的判断。还有些厂家会把LED扔进塑料袋吹气、揉搓或测LED的反向电阻等方法来判定，但是这些方法都没有标准依据，只能依靠经验来判断，不规范。

其实对于LED抗静电能力，它有相应的静电放电模拟测试标准，如国际电工委员会的IEC61000-4-2、国际静电协会的《ANSI-ESDSTM5.1.2-1999》、国际电子器件联合委员会的《JESD22-A114/115》等。只有使用符合静电测试标准的仪器进行测试，才能得出一个准确的判定结论。

3.2 测试方案

远方LED静电分析测试系统由EMS61000-2系列静电放电发生器、ETP-2静电测试平台和可编程LED专用精密测试电源组成，是针对LED静电敏感等级判定要求及特点而专门设计的自动分析测试系统。该系统通过软件自动控制EMS61000-2系列静电放电发生器对LED静电打击，并由可编程LED专用精密测试电源测量其正向电压、反向漏电流测试等功能，可实现LED静电敏感等级的快速判定和筛选。

3.3 LED静电敏感等级

ESD STM5.1 静电敏感度分级(HBM)

ESD STM5.2 静电敏感度分级(MM)

3.3 静电放电模型

LED静电试验经常使用的放电模型有人体静电放电模型(HBM)、机器静电放电模型(MM)。

四、如何提高LED的抗静电能力

如果LED抗静电能力不高的话，可以考虑引入一些电子产品防静电措施：如防静电台垫、离子风机、静电衣物等等。

由于LED灯的抗静电能力取决于LED发光芯片（晶片）本身，可以说是取决于LED的外延片（EPI），所以要提高LED的抗静电能力，最关键的途径是更换抗静电能力高的LED芯片。