LED晶片电极脱落的失效模式分析

邹贤军 廖颖钰

【摘要】随着国内LED照明技术越来越成熟及各芯片大厂产能的进一步释放，LED行业的“微利时代”已经到来，如何提高产品质量和产品竞争力、如何挤占市场，成为国内各芯片大厂的当务之急。本文主要介绍手汗污染芯粒导致LED晶片电极脱落的现象，并分析其中原因，最后提出加强现场制程细节管理、加强现场操作人员行为规范管理等预防LED晶片电极脱落的注意事项和改善措施。

【关键词】LED；电极脱落；晶片污染；手汗污染；EDS成分；AL元素

引言

目前，国内LED行业呈迅猛发展的趋势，市场也逐渐趋向成熟：主要表现在LED产品的价格越来越低，性能越来越好了。伴随着市场逐渐趋向成熟的同时，LED市场的竞争也越来越残酷，“微利时代”将是长期的主要形态，市场不再可能发生2010年的供不应求的火爆场面。伴随着残酷的竞争，目前各个LED厂商将提高产品质量与性能，降低成本作为提升产品竞争力的主要手段。而提升产品质量中尤以防止晶片电极脱落为第一要务，目前晶片电极脱落的标准的卡值已经达到了PPM级别，一旦某批次晶片出现哪怕一颗晶片电极脱落，则供货的晶片厂商不仅将面临整批次退货的麻烦，还将面临客户投诉和索赔。本文通过介绍实际生产过程手汗污染芯粒导致LED晶片电极脱落的现象并分析其原因，最后提出预防电极脱落的注意事项和改善措施。

1.晶片污染导致电极脱落

1.1取一在我司OQC处卡住的存在明显污染现象的晶片，在高倍显微镜下可见芯片发光区粘附有不明残留物。

1.2取表面污染芯粒，用SEM对芯粒表面污染物进行EDS成分测试，发现污染物含Na、Cl元素，且C含量严重超标（正常芯粒电极下的C含量标准为15%以下），由此推断芯粒表面污染物含有盐分。在芯片生产过程中，只有操作人员的汗液才含有此种成分，故基本可断定此为手汗接触污染所致。

1.3根据样品芯片，进一步确认污染晶粒在晶片中的位置。污染晶粒位置位于晶片中央区域，且其余各片位置不尽相同。污染区域不固定，由此可断定非工艺流程不合理造成，而原因进一步指向手汗污染。

2.手汗污染验证试验

2.1取我司23F尺寸外观正常COW片，用手汗污染局部芯粒，经过8小时后用笔针碰刺被污染区域的电极线，立刻出现电极脱落现象。

2.2取污染芯粒，用SEM对芯粒表面污染物进行EDS成分测试，发现污染物各元素含量基本一致。

2.3我司芯片电极金属其中有一层金属为Al，其作用首先为在电极中形成一层反射镜以提高芯片出光效率，其次也可在一定程度上减少蒸镀电极时黄金的使用量从而降低成本。但AL金属作为一种比较活泼的金属，在经手汗污染后，电极中AL金属层易被腐蚀而导致电极线翘金、脱落，最终引发电极脱落，其原理如下：

①：100毫升汗液里究竟有什么？98～99%的成分主要是水，其比重约介于1.002～1.003之间，pH值4.2～7.5。NaCl约为300毫克/100 毫升。1～2%为少量尿素、乳酸、脂肪酸等。

②：Al与NaCl不能直接反应，原因是在潮湿的空气中，在Al的表面相当于有NaCl的溶液，形成原电池，NaCl只是起加快反应的作用，反应物是Al和氧气。

③：另外汗液本来呈酸性，含H+，能够和金属Al反应。

3.减少因手汗污染导致电极脱落的注意事项及改善措施

3.1规定任何进入无尘车间的人员均必须佩戴好乳胶手套，且乳胶手套禁止翻转后重复使用，即所有手套在从手上脱掉之后均不得再用。

3.2芯片作业流程中后工艺段以及点分段各个站点，严禁手指觸碰到芯片表面造成任何污染。

3.3各站离型纸在使用时，手指不能触碰到离型纸内表面，并且不能触碰到离型纸内侧3cm 以内任何区域。避免接触离型纸后，离型纸再次对芯片造成二次污染。

4.结论

手汗污染为晶片电极脱落的一大主要原因，而为预防或减少手汗污染的发生，可采取规定任何进入无尘车间的人员均必须佩戴好乳胶手套，且乳胶手套禁止翻转后重复使用；芯片作业流程中后工艺段以及点分段各个站点，严禁手指触碰到芯片表面造成任何污染；各站离型纸在使用时，手指不能触碰到离型纸内表面，并且不能触碰到离型纸内侧3cm以内任何区域。避免接触离型纸后，离型纸再次对芯片造成二次污染。通过以上措施，降低电极脱落的发生概率，提高产品品质，提高产品竞争力。

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