为什么来料LED芯片一定要做光热分布测试

1. 目前市场上使用最多的水平结构芯片，欧姆接触电极在芯片的同一侧，电流不可避免的要横向传输，电流密度会随着电极距离的远近而发生变化，即正负电极靠近的地方，电流密度会较大，使得电流密度不均匀已成为水平结构LED固有的技术瓶颈。

2. 许多与LED芯片制造相关的关键技术问题尚未完全解决，特别是大功率LED芯片的设计、制造工艺中材料的选择以及工艺参数等问题，使得电流密度均匀性存在较大的可优化空间，各家芯片（无论是水平结构还是垂直结构）在电流密度均匀性方面会存在较大的差异。

 3. 芯片内部产生电流聚集效应，会导致LED芯片电注入效率下降、发光不均匀、局部热量集中等不良现象，从而影响 LED芯片的性能及可靠性。通过光热分布测试，能清晰观察到芯片电流密度均匀性问题，更加全面的评估芯片质量，有效辨别各家芯片质量好坏。

 案例分析（一）不同家小尺寸芯片电流密度均匀性差异大

 以下为不同厂家11mil*30mil尺寸大小芯片光热分布的对比。对于该小尺寸芯片，电流在芯片中横向扩展的路径较短，理论上电流聚集效应较轻微。但是，不同厂家的工艺技术存在差别，芯片电流密度均匀性仍存在较大差异，甚至出现不同厂家芯片高低温度相差数十度！从以下三家同尺寸芯片的光热分布对比中可以看出：

 1. 芯片A发光最强，发热量最小，光热分布最均匀，说明该芯片电流密度均匀性好，量子效率高，应用在高端LED中，该款芯片是首选。

 2. 芯片B和芯片C均为正极区域发光发热弱，负极区域发光发热强，推断该两款芯片为电流扩展不良导致的光热分布不均。该两款芯片量子效率低，存在局部高温现象，性能和可靠性都不如芯片A。

 3. 不同厂家芯片微观区域高低温度可以相差数十度！

 通过对来料芯片进行光热分布检验，可以清楚判断芯片电流密度是否均匀，是否存在局部过热，亮度和温度孰高孰低，产品性能和可靠性孰优孰劣，从而对芯片进行全面的评估，帮助客户选择最合适的芯片提供有力的数据支撑。

案例分析（二）有的芯片是正电极更热，有的芯片是负电极更热！

 以下为两个厂家22mil*35mil尺寸大小芯片光热分布的对比。对于该尺寸大功率正装芯片，电流在芯片中横向扩展的路径较长，导致电流聚集效应更加明显，因此必须具备合理的电极图形设计以及较好的欧姆接触特性，才能使注入电流在LED芯片的有源层中均匀分布。目前许多与大功率 LED 芯片制造相关的关键技术问题还有待解决，各芯片厂家对于问题的解决能力有高有低，使得不同家芯片的性能存在巨大差异！从以下两家同尺寸芯片的光热分布对比中可以看出：

 1. 对比11*30mil芯片，该大尺寸大功率芯片电流密度均匀性相对较差，这也是目前大功率水平结构LED芯片发展的技术瓶颈之一。

 2. 通过大量测试发现，不同款的芯片，正负电极热度不同，有的芯片是正电极更热，有的芯片是负电极更热，如下图该两款芯片。电极过热会导致电极金属出现熔融，欧姆接触特性变差，降低芯片性能和可靠性。关于电极热度，大家关注的并不多，也许芯片厂也没做过那么细的研究。

 3. 本案例芯片A出现比较奇怪的现象：负电极更热，但发光不强，而正极区域更亮，但温度又不高。这表明此款芯片负电极附近量子效率低，电能在该处过多的转化为了热能，负电极欧姆接触可靠性弱。

 目前大家大多关注的是LED芯片的整体性能，如亮度、结温、电压，对于芯片光热分布、电流密度分布等方面关注过少，而失效往往是从局部薄弱处开始的，强烈建议LED芯片规格书里添加不同使用温度下的光热分布数据！做好光热分布来料检验，可以使LED最亮，温度最低，而成本最低，质量更可靠。

                                                                                                                                                                                                   来源：金鉴实验室