LED在高温高湿度下的失效模式

LED（发光二极管）是一种特殊类型的二极管，当其被连续电流通过时，基于电致发光原理，会发射紫外线、红外线或可见光谱范围内的电磁辐射。与普通二极管一样，这是一种具有称为阳极（正极）和阴极（负极）的电端子的单向设备。设备的核心，称为芯片，是一个p-n焊点，或者由用不同掺杂的相同半导体材料组成的两个外围区域组成的晶体。焊点由GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、InP（磷化铟）、GaN（氮化镓）等材料或AlGaAs、AlGaP、GaAsP、GaAsInP、AlInGaP或AlInGaN等合金制成。根据所使用的材料，可以获得不同颜色的发光（见下图）、不同的电流-光子转换性能以及不同的生产成本。

LED芯片级降解

当LED在潮湿条件下通电时，如Tan等人所示，由于困在其中的水分，芯片可能会受到损害。这些困住的水分可以位于LED芯片与焊盘之间的界面或LED芯片上的接触垫。在通电操作过程中或在加速湿度测试过程中产生的热量可能会使累积在LED芯片附近的水分蒸发，从而对LED芯片结构造成机械损害

在LED通电进行光学测试时，芯片边缘的损坏可能会发生，因为在加速湿度测试过程中累积的困在焊盘/热界面材料（TIM）中或电子接触垫之间的水分蒸发，从而对LED结构造成机械损害。尽管GaN基LED在这种条件下仍可以正常工作，但预计光学蓝光输出会减少，而反向饱和电流则会增加。

互连相关故障（键合线、球体和附件）

当LED长时间暴露在高湿度条件下时，键合线球体故障可能会发生。当封装体吸收的水分足够攻击LED芯片上的顶部电气接触时，线键合连接会从LED芯片表面脱落。这是因为在Tan和Singh的工作中使用的LED样品的键合垫上涂有银，因此用于与外界连接芯片的金线可以扩散到银涂层中，导致在Au和Ag之间的界面处形成Kirkendall空洞，。在高湿度和高温条件下，银可以溶解到金球中，导致银的去除率高达35.6 nm/s ，这确实是Tan和Singh观察到的现象，他们表明，渗透LED封装的水分可以从金球垫下面去除银。因此，如报道所述，互连的串联电阻增加，从而产生更多的热量。

封装相关故障
LED透镜和封装胶通常基于环氧树脂、有机硅和PMMA等聚合物，有机硅由于其对可见光的透明性和耐高温褐变，是LED芯片封装常用的聚合物。芯片和封装胶的水分膨胀系数（CME）不同。CME中的这种不匹配会在封装胶中引起湿机械应力，导致吸湿后封装胶和骰子之间的界面分层，这种分层可防止光线从LED中出来并导致流明退化。

水分通过PC透镜和LED封装框架之间的接口进入LED封装。在LED芯片和封装剂的界面处诱导分层。
当LED封装内存在水分时，界面粘合强度降低40-60%，这导致不同界面的分层，例如LED芯片-芯片贴装界面以及LED芯片和封装剂接口。Luo等人和Bulong等人还证明，水分不仅扩散到用作封装剂的有机硅和镜片材料中，而且还扩散到两种材料之间的界面中。