在維護(hù)功能全面的電子設(shè)備時(shí),不僅應(yīng)由制造商,而且應(yīng)由最終用戶理解應(yīng)力故障的原因。當(dāng)發(fā)生電氣過應(yīng)力(EOS)或靜電放電(ESD)中的任何一種時(shí),可能會(huì)發(fā)生故障或最嚴(yán)重的損壞。本應(yīng)用筆記重點(diǎn)討論氮化銦鎵(InGaN)LED,討論EOS和ESD的含義以及如何避免它們。
背景
靜電荷積累是非常普遍的。正電荷可以由空氣,人體皮膚,頭發(fā)和玻璃等材料承載,而負(fù)電荷可以由硅樹脂,橡膠,特氟隆和大多數(shù)塑料等其他材料承載。也有“相對(duì)中性的材料”,例如木制品或?qū)щ娊饘佟5湫偷撵o態(tài)電壓范圍可以從幾伏到幾千伏。相對(duì)濕度在ESD控制中也起著重要作用。通常,較高的濕度導(dǎo)致較低的靜電荷積聚。
ESD損壞對(duì)InGaN器件的影響和外觀
ESD損壞通常發(fā)生在離散事件中。對(duì)于InGaN LED,離散事件被描述為在正向或反向偏置條件下釋放的電壓或電流脈沖。反向和正向電流泄漏是損壞設(shè)備的特征。此外,設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)短路,暗淡,無電(無光)或呈現(xiàn)低Vf或Vr的情況。低壓ESD損壞的設(shè)備(通常在發(fā)光區(qū)域中被視為小黑點(diǎn))可以在電致發(fā)光期間在低電流下觀察到。在較高的電壓下(對(duì)于HBM,約為2 kV),陰極焊盤周圍的金屬燒傷很常見。這種ESD損壞與陽極墊被燒焦的EOS損壞設(shè)備不同。
優(yōu)質(zhì)InGaN LED
ESD模型
當(dāng)帶電人員接觸不帶電的設(shè)備時(shí),會(huì)迅速放電。人體模型(HBM)通過對(duì)人體電容和電阻值進(jìn)行建模來模擬此類ESD事件。該模型具有良好的特性,并在全球范圍內(nèi)被廣泛接受(JESD22-A114C.01)。圖1顯示了人體ESD電路模型。RC組件為1,500 W和100 pF。這些值代表直接從皮膚排出的站立的個(gè)體。HBM ESD測試系統(tǒng)具有可變高壓電源,范圍為0至15,000 V DC。機(jī)器模型(MM)起源于日本,并在日本廣泛使用。根據(jù)EIAJ ED-4701方法C-111,該模型包含一個(gè)200 pF電容器,該電容器在0 W時(shí)通過器件放電。該模型未指定電感值。然而,ESD測試設(shè)備制造商通常在放電路徑中放置一個(gè)450 nH的電感器,從而限制了最大的電流增加速率。由于缺少電阻,MM產(chǎn)生的峰值電流大于HBM。因此,器件在MM中的電壓低于HBM時(shí)會(huì)受到ESD損壞。
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