LED ili svjetlosne diode, postali su sveprisutni u modernim osvetljenjem zbog svoje energetske efikasnosti, dužeg životnog vijeka i kompaktne veličine. Međutim, kao i svaka elektronička komponenta, LED-ovi nisu imuni na neuspjeh. Razumijevanje korijenskih uzroka LED kvara je ključno za proizvođače, dizajnere i krajnje korisnike za poboljšanje pouzdanosti proizvoda i performansi proizvoda. Kao vodeći dobavljač analize LED neuspjeha, koristimo različite metode mikroskopske analize za dijagnosticiranje i rješavanje problema sa LED-om. U ovom blogu ćemo istražiti neke od najčešćih mikroskopskih metoda analize korištenih u LED analizi neuspjeha.
Skeniranje elektrona mikroskopije (SEM)
Skenirajuća elektronska mikroskopija (SEM) je moćna tehnika za snimanje koja koristi fokusirani gred elektrona za skeniranje površine uzorka. SEM pruža slike visoke rezolucije površinske topografije uzorka, omogućujući nam da identificiramo fizičke nedostatke poput pukotina, praznina i delaminacije. U LED analizi neuspjeha, SEM se često koristi za ispitivanje LED čipa, paketa i međusobno povezivanje za znakove oštećenja ili degradacije.
Jedna od ključnih prednosti SEM-a je njegova sposobnost pružanja detaljnih informacija o veličini, obliku i distribuciji nedostataka. Analizom SEM slika možemo odrediti lokaciju i opseg oštećenja, što nam može pomoći identificirati korijenski uzrok neuspjeha. Na primjer, ako promatramo pukotine u LED čipu, možemo istražiti da li su pukotine uzrokovane termičkim stresom, mehaničkim stresom ili oštećenjima proizvodnje.
Pored slikanja, SEM se može koristiti i za elementarnu analizu. Korištenjem energetskog disperzivnog rendgenskih spektroskopija (EDS), možemo identificirati hemijski sastav uzorka. Ove informacije mogu biti korisne za utvrđivanje prisutnosti kontaminanata ili nečistoća koje su možda doprinijele dovođenom kvaru. Na primjer, ako otkrivamo visoku razinu određenog elementa u LED čipu, možemo istražiti je li element uveden tokom procesa proizvodnje ili kao rezultat izlaganja okoliša.
Mikroskopija elektrona za prijenos (TEM)
Transmision Electron Microskopy (TEM) je još jedna moćna tehnika za obradu slika koja koristi gredu elektrona za prenošenje tankim uzorkom. TEM pruža slike interne strukture uzorka visoke rezolucije, omogućujući nam da ispitujemo kristalnu strukturu, nedostatke i sučelje na atomskom nivou. U LED analizi neuspjeha, TEM se često koristi za istraživanje kvalitete poluvodičkih materijala i integriteta sučelja između različitih slojeva.
Jedna od ključnih prednosti TEM-a je njegova sposobnost pružanja detaljnih informacija o kristalnoj strukturi i nedostacima u poluvodičkim materijalima. Analizom TEM slika možemo odrediti prisustvo dislokacija, slaganja grešaka i drugih kristalnih oštećenja koji su možda utjecali na performanse LED-a. Na primjer, ako poštujemo veliku gustoću dislokacija u LED čipu, možemo istražiti da li su dislokacije uzrokovane termičkim stresom, mehaničkim stresom ili oštećenjima proizvodnje.
Pored snimke, TEM se može koristiti i za analizu difrakcije. Korištenjem odabranog područja difrakcije (tužnog), možemo odrediti kristalnu orijentaciju i rešetke uzorak. Ove informacije mogu biti korisne u razumijevanju mehanizma rasta poluvodičkih materijala i kvalitete sučelja između različitih slojeva. Na primjer, ako promatramo mirolientaciju između dva sloja u LED čipu, možemo istražiti da li je zloiantacija uzrokovana neusklađenim rešetkom ili nedostacima proizvodnje.
Fokusirana ionska greda (FIB)
Fokusirana ionska greda (FIB) je tehnika koja koristi fokusirani gred jona za mlin i sliku uzorka. FIB se može koristiti za pripremu presjeka uzorka za dalju analizu, poput SEM ili TEM-a. U LED analizi neuspjeha, FIB se često koristi za pripremu presjeka LED čipa, paketa i međusobno povezanih za ispitivanje unutarnje strukture i sučelja.
Jedna od ključnih prednosti FIB-a je njegova sposobnost pružanja preciznog i kontroliranog glodanja uzorka. Korištenjem FIB sistema možemo poprimiti presjek uzorka sa visokim stupnjem tačnosti, omogućujući nam da ispitujemo unutrašnju strukturu i sučelje na određenoj lokaciji. Na primjer, ako sumnjamo da se neuspjeh dogodio na određenom sučelju u LED čipu, možemo koristiti FIB za pripremu presjeka sučelja za daljnju analizu.
Pored glodanja, FIB se može koristiti i za snimanje. Korištenjem sekundarnog detektora elektrona, možemo dobiti slike glodalne površine visoke rezolucije. Ove informacije mogu biti korisne za određivanje lokacije i opsega štete, kao i kvalitetu sučelja između različitih slojeva. Na primjer, ako promatramo delaminaciju na sučelju u LED čipu, možemo koristiti FIB za pripremu presjeka delaminacije za daljnju analizu.
Lasersko skeniranje konfokalne mikroskopije (LSCM)
Lasersko skeniranje Confocal Microskopy (LSCM) je nerazorna tehnika za snimanje koja koristi laserski snop za skeniranje površine uzorka. LSCM pruža slike visoke rezolucije uzorka površinske topografije, omogućujući nam da identificiramo fizičke nedostatke kao što su ogrebotine, jame i izbočine. U LED analizi neuspjeha, LSCM se često koristi za ispitivanje površine LED čipa, paketa i sočiva za znakove oštećenja ili degradacije.
Jedna od ključnih prednosti LSCM-a je njegova sposobnost pružanja trodimenzionalnih slika površine uzorka. Korištenjem konfokalnog mikroskopa možemo dobiti niz slika na različitim dubinama, koje se mogu rekonstruirati da bi se formirala trodimenzionalna slika uzorka. Ove informacije mogu biti korisne u određivanju oblika i veličine oštećenja, kao i dubinu oštećenja. Na primjer, ako poštujemo ogrebotine na površini LED čipa, LSCM možemo koristiti za mjerenje dubine i širine ogrebotine, što nam može pomoći da utvrdimo ozbiljnost oštećenja.
Pored slikovanja, LSCM se može koristiti i za snimanje fluorescencije. Korištenjem fluorescentne boje ili markera možemo označiti specifične molekule ili strukture u uzorku, koji mogu otkriti konfokalni mikroskop. Ove informacije mogu biti korisne u proučavanju distribucije i lokalizacije specifičnih molekula ili struktura u uzorku. Na primjer, ako želimo proučiti distribuciju određenog proteina u LED čipu, možemo koristiti fluorescentno antitijelo za označavanje proteina, koji može otkriti konfokalni mikroskop.
Mikroskopija atomske sile (AFM)
Mikroskopija atomske sile (AFM) je tehnika nerazornosti koja koristi oštar sondu za skeniranje površine uzorka. AFM pruža slike visoke rezolucije uzorka površine uzorka, omogućujući nam da identificiramo fizičke nedostatke kao što su hrapavost, stepenice i terase. U LED analizi neuspjeha, AFM se često koristi za ispitivanje površine LED čipa, paketa i elektroda za znakove oštećenja ili degradacije.
Jedna od ključnih prednosti AFM-a je njegova sposobnost pružanja slika uzolu uzolu na skali na nanometrom. Korištenjem AFM sistema možemo dobiti slike rezolucijom nekoliko nanometara, što nam može omogućiti otkrivanje vrlo male mane ili promjene u površinskoj topografiji. Na primjer, ako poštujemo malu udarcu na površini LED čipa, možemo koristiti AFM za mjerenje visine i širine udaraca, što nam može pomoći da utvrdimo uzrok naloga.
Pored slikanja, AFM se može koristiti i za spektroskopiju sile. Mjerom sile između sonde i uzorka možemo dobiti informacije o mehaničkim svojstvima uzorka, poput krutosti, elastičnosti i adhezije. Ove informacije mogu biti korisne u proučavanju ponašanja LED čipa u različitim uvjetima, poput toplinskog stresa ili mehaničkog stresa. Na primjer, ako želimo proučiti adheziju između LED čipa i paketa, možemo koristiti AFM za mjerenje sile potrebne za odvajanje dvije komponente.
Zaključak
Zaključno, metode mikroskopske analize igraju ključnu ulogu u analizi LED neuspjeha. Korištenjem kombinacije SEM, TEM, FIB, LSCM i AFM-a, možemo dobiti detaljne informacije o fizičkim i hemijskim svojstvima LED čipa, paketa i međusobno povezanih. Ove informacije mogu nam pomoći da utvrdimo korijenski uzrok neuspjeha, koji može dovesti do poboljšanog pouzdanosti proizvoda i performansi.
Kao vodeći dobavljač analize LED-a, imamo veliko iskustvo u korištenju ovih mikroskopskih metoda za dijagnosticiranje i rješavanje problema sa LED-om. Nudimo i niz drugih usluga, kao što suAnaliza neuspjeha poluvodičkih čipova,Projekcija elektroničkih komponenti, iProcena kvaliteta razine PCB-a. Ako doživite LED problematiku neuspjeha ili vam treba pomoć u analizi LED neuspjeha, kontaktirajte nas kako bismo razgovarali o vašim potrebama. Radujemo se što ćemo sarađivati s vama radi poboljšanja pouzdanosti i performansi vaših LED proizvoda.
Reference
- Goldstein, Ji, Newbury, DE, Echlin, P., Joy, DC, Fiori, C. i Lifshin, E. (2003). Skenirajuća elektronska mikroskopija i rendgenska mikroanaliza. Springer Science & Business Media.
- Williams, DB i Carter, CB (2009). Transmisija elektronska mikroskopija: udžbenik za nauku o materijalima. Springer Science & Business Media.
- Reimer, L. (1998). Skeniranje elektrona mikroskopije: Fizika formacije slike i mikroanalize. Springer Science & Business Media.
- Pawley, JB (2006). Priručnik o biološkoj konfokalnom mikroskopiji. Springer Science & Business Media.
- Meyer, E., zagrljaj, hj i howald, L. (2004). Skeniranje Mikroskopija sonde: laboratorija na vrhu. Springer Science & Business Media.