ما هو تأثير التفريغ الإلكتروستاتي

في تقنية الإضاءة الحديثة ، تستخدم LEDs (الثنائيات الباعثة للضوء) على نطاق واسع بسبب كفاءتها العالية وعمرها الطويل. ومع ذلك ، تشكل ظواهر التفريغ الإلكتروستاتيكي (ESD) تهديدًا كبيرًا لموثونة LED وقد تؤدي إلى أشكال مختلفة من الفشل ، بما في ذلك الفشل المفاجئ والفشل الكامن.

فشل مفاجئ
يشير الفشل المفاجئ إلى إمكانية حدوث أضرار دائمة أو دائرة قصيرة من المصابيح عند تعرضها لتفريغ الإلكتروستاتيكي. عندما يكون LED في حقل إلكتروستاتيكي ، إذا كان أحد أقطابه على اتصال بجسم إلكتروستاتيكي ويتم تعليق الإلكترود الآخر ، فقد يشكل أي تداخل خارجي (مثل يد الإنسان التي تلمس القطب المعلق) حلقة موصلة. في هذه الحالة ، سيتم إخضاع LED لجهد يتجاوز جهده المقنن ، مما يؤدي إلى أضرار هيكلية. لن يقلل الفشل المفاجئ بشكل كبير من معدل العائد للمنتج فحسب ، بل سيزيد أيضًا من تكلفة إنتاج المؤسسة ويؤثر على قدرتها التنافسية في السوق.

فشل كامن
قد يؤدي التفريغ الإلكتروستاتيكي أيضًا إلى فشل كامن للمصابيح. حتى لو كان الأمر طبيعيًا على السطح ، فقد تتدهور معلمات أداء LED تدريجياً ، وتتجلى كزيادة في تيار التسرب. بالنسبة لنيتريد غاليوم (GAN) ، عادة ما تكون المخاطر الخفية الناجمة عن تلف الكهروستاتيكي لا رجعة فيها. هذا الفشل الكامن يفسر نسبة كبيرة من الفشل الناجمة عن التفريغ الإلكتروستاتيكي. نظرًا لتأثير طاقة النبض الإلكتروستاتيكي ، قد تتسخن مصابيح LED أو الدوائر المتكاملة (ICS) في المناطق المحلية ، مما يؤدي إلى انهيارها. غالبًا ما يصعب اكتشاف هذا النوع من الصدع في الكشف التقليدي. ومع ذلك ، سيتأثر استقرار المنتج بشكل خطير ، وقد تحدث مشاكل مثل الأضواء الميتة في وقت لاحق ، مما سيؤدي إلى تقليل عمر خدمة الخدمة بشكل كبير LED LED TRI-PROOFSALS وتسبب الخسائر الاقتصادية للعملاء.

تلف الهيكل الداخلي
أثناء عملية التفريغ الإلكتروستاتيكي ، قد تتراكم الشحنات الإلكتروستاتيكية للقطبية العكسية في كلا طرفي تقاطع PN من شريحة LED لتشكيل جهد كهربائي. عندما يتجاوز الجهد الحد الأقصى للتسامح في LED ، ستؤدي الشحنة الإلكتروستاتيكية إلى التفريغ بين قطبي شريحة LED في وقت قصير جدًا (مستوى النانو ثانية) ، مما يولد الكثير من الحرارة. يمكن أن تتسبب هذه الحرارة في درجة حرارة الطبقة الموصلة وطبقة انبعاثات الضوء الواقعة في PN داخل شريحة LED بشكل حاد إلى أكثر من 1400 ℃ ، مما يؤدي إلى الانصهار المحلي وتشكيل الثقوب الصغيرة ، والتي تسبب بدورها سلسلة من ظواهر الفشل مثل التسرب ، ديس الضوء ، الأضواء الميتة والدوائر القصيرة.

التغييرات المجهرية
من منظور البنية المجهرية ، قد يسبب التفريغ الإلكتروستاتيكي عيوب الذوبان والخلع في واجهة غير متجانسة من LED. على سبيل المثال ، في مصابيح LED المستندة إلى Arsenide (GAAs) ، قد يؤدي تلف التفريغ الإلكتروستاتيكي إلى تكوين عيوب واجهة غير متجانسة. لا تؤثر هذه العيوب بشكل مباشر فقط على الخواص الكهربائية والبصرية لـ LED ، ولكن قد تتوسع تدريجياً أيضًا أثناء الاستخدام اللاحق ، مما تسبب في مزيد من تدهور أداء الجهاز.