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제안 방법
- 추출하기 위해 Burn-in test를 실시하였다. Burn-in test 조건은 R, G, B 각각 30mA, 70mA, 70mA의 정전류를 인가하면서 90C의 고온분위기 오븐내에서 500시간을 실시하여, 제품의 특성을 평가하였다.
- Burn-in test에 의해 LED chip의 특성평가를 위해서 초기 광도값에서 50%변화, 순방향전압의 10% 증가, -5V에서의 누설전류 증가 의 3가지 요인으로 인해 평가하였다. 이 중 표 2에서와 같이 광도 및 순방향 전압에 대해서는 degradation의 변화가 발생하지 않았으며, 이로 인한 이 중 표 2에서와 같이 광도 및 순방향 전압에 대해서는 degradation의 변화가 발생하지 않았으며, 이로 인한 burn-in 고장모드는 발생하지 않았다.
- 두 번째는 패키지의 열특성을 향상하기 위해 Cu Metal heat sink위에 직접 LED chip을 Ag 접착제를 사용하여 접합하였다. Cu metal heat sink와 Au layer와의 접합성을 유지하고, Cu의칩으로 확산에 의한 신뢰성을 저해하기 위해 Ni 접합층을 1um 도금처리 하였다. 디바이스는 metal PCB와 Au wke를 사용하여 접합하였다.
- LCD BLU 광원으로 사용되는 R/G/B LED chip에 대해 수명시험테스트를 위한 Burn-in test 및 초기 특성평가를 실시하였다. 이 평가를 통해 LED chip의 가속수명시험을 위한 LED chip의 특성을 평가할 수 있었으며, 누설전류에 의한 고장모드를 분석 할 수 있었다.
- LED chip의 누설전류에 의한 chip의 특성을 평가하기 위해 Emission microscope로 LED의 저전류에 의한 발광도를 측정하였다. LED는 저전류에서는 비발광천이가 주도적으로 발생하게 된다.
- 또한 패키지의 반사메탈로 적용되는 Ag반사막은 공기 중에 노출 시 산화에 의한 반사도 감소가 이루어지므로, 이를 제거하기 위해 Au 반사막을 채용하였다. 두 번째는 패키지의 열특성을 향상하기 위해 Cu Metal heat sink위에 직접 LED chip을 Ag 접착제를 사용하여 접합하였다. Cu metal heat sink와 Au layer와의 접합성을 유지하고, Cu의칩으로 확산에 의한 신뢰성을 저해하기 위해 Ni 접합층을 1um 도금처리 하였다.
- 이로 의해 chip level에서의 패키지 수명이 정확하게 정의가 되지 않게 된다. 또한 패키지의 반사메탈로 적용되는 Ag반사막은 공기 중에 노출 시 산화에 의한 반사도 감소가 이루어지므로, 이를 제거하기 위해 Au 반사막을 채용하였다. 두 번째는 패키지의 열특성을 향상하기 위해 Cu Metal heat sink위에 직접 LED chip을 Ag 접착제를 사용하여 접합하였다.
- 수명시험테스트를 실시하기 전 제품의 이상여부를 확인하고, 정상상태의셈플을 추출하기 위해 Burn-in test를 실시하였다. Burn-in test 조건은 R, G, B 각각 30mA, 70mA, 70mA의 정전류를 인가하면서 90C의 고온분위기 오븐내에서 500시간을 실시하여, 제품의 특성을 평가하였다.
- 위한 Burn-in test 및 초기 특성평가를 실시하였다. 이 평가를 통해 LED chip의 가속수명시험을 위한 LED chip의 특성을 평가할 수 있었으며, 누설전류에 의한 고장모드를 분석 할 수 있었다. 향후 가속 수명시험에 의한 R/G/B LED chip에 대한 각각의 수명 및 성능 데이터 확보하고자 한다.
- 그러나 LED는 특성상 100,000시간에 이르는 높은 수준의 신뢰성을 가지고 있으므로 평가에 장시간의 테스트가 소요된다. 이를 단축하기 위해 높은 수준의 가속조건이 요구되고, 이를 구현하여 가속수명시험을 실시하여, LCD LED BLU의 제품의 수명과 성능 및 고장모드를 분석하고자 한다.
- 이 시간을 단축시키기 위해서 높은 수준의 가속수명시험을 하는경우 sudden degradation이 발생하게 될 수 있다. 이를 억제하기 위해낮은 열저항 값을 갖는 패키지를 제작하였다. LED 패키지는 두가지를고려하였다.
- 제작 한 후 각각의 패키지는 전기적 특성, 광도에 대한 특특성성을 평가하였다. 이에 따라 R, G, B chip의 특성은 표1에 처럼 광도값은 12, 18, 36mW 값을 가지고 있다.
- 총 LED chip device는 R, G, B 각각 24, 20, 47ea 씩 LED 패키지에 Ag paste로 die bonding을 하였고, MPCB와 Au wire bonding으로 PKG와 연결하였다. 제작 한 후 각각의 패키지는 전기적 특성, 광도에 대한 특특성성을 평가하였다.
대상 데이터
- LED chip level 신뢰성 시험 테스트에 적용되는 부품들은 그림 1에서와 같이 Green/Blue chipe 사파이어 기판위에 형성된 MOCVD 기법이 적용된 GaN LED 이며, Red는 wafer bonding 기법을 적용하여, 사파이어 기판과 AlGalnP 과 접합시켰다. 이러한 디바이스의 신뢰성 시험테스트를 하기 위해서 bare 상태의 LED PKG를 제작하였다.
- 기판과 AlGalnP 과 접합시켰다. 이러한 디바이스의 신뢰성 시험테스트를 하기 위해서 bare 상태의 LED PKG를 제작하였다. 기존의 패키지 TO-18 type 메탈 패키지는 340K/W 으로 열저항 값이 높다.
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