如何提高光耦的可靠性?
发布时间:2019-06-04

光耦的电--电特殊结构使其具有传统电子元器件不具备优点的同时,也产生了新的可靠性问题。一方面,发光二极管以及接收端的光敏三极管、集成电路芯片属于半导体器件,会受到EOSESD的损伤,键合不良、芯片崩损等均可能导致光耦失效;另一方面,光耦中导电胶结构带来了开裂、分层、腐蚀等问题,容易导致光耦产生不稳定失效。那么如何提高光耦的可靠性呢?

①   光耦的输入端导致失效

光耦的输入端多为砷化镓LED,因此光耦的输入端失效模式及原因与常规LED失效模式及原因相似。LED的主要失效模式包括漏电、短路以及开路。其中,造成漏电或失效的主要原因包括:静电击穿、过电应力,以及芯片表面存在导电物质等;引起开路的常见失效原因包括键合不良、EOS导致键合丝烧断、芯片银浆粘接不良等。

②  光耦的输出芯片导致失效

光耦的输出芯片常见失效模式包括开路或阻值增大,以及阻值减小。导致阻值增大的可能原因包括:EOS烧毁导致键合丝或金属化烧断,键合不良,芯片表面离子玷污或有机胶中含氯离子导致键合点或铝布线腐蚀脱开;导致阻值减小的可能原因包括:EOS烧毁,芯片粘接银浆污染芯片表面等。

③  输入端与输出端之间传输导致失效

输出端与输出端传输失效现象包括:CTR降低、输入端无信号时异常导通、不导通、输出电压漂移。其中,常见失效机理包括:输出端芯片ESD损伤、输出端芯片EOS烧毁、键合不良,输入端二极管发光效率降低,反射胶和导电胶开裂分层等。

鉴于光耦的工作原理、参数、封装结构与通常的半导体器件存在差别,一方面,使用不当会导致LED、输出芯片常见的失效原因ESDEOS、键合失效之外,还具有与普通半导体器件不一样的失效模式与机理。光耦内部由于发光二极管与接收芯片之间存在导光胶,当导光胶开裂、分层时,将会导致光路传输不畅,使光耦的CTR偏离正常值,可能出现不稳定失效;当导光胶存在腐蚀性离子时,腐蚀性离子如氯离子可能导致器件表面产生腐蚀,导致器件内部产生开路、或发生漏电情况。