LED加速壽命和可靠性試驗(yàn)

1、LED 加速壽命和可靠性試驗(yàn)1、概述隨著近年來(lái) LED 光效的不斷提升，LED 的壽命和可靠性越來(lái)越受到業(yè)界的重視，它是LED 產(chǎn)品最重要的性能之一。壽命是可靠性的終極表現(xiàn)，然而 LED 的理論壽命很長(zhǎng)，像傳統(tǒng)光源采用 2h45min 開(kāi)、 15min 關(guān)的循環(huán)測(cè)試到壽命終了， 對(duì) LED 產(chǎn)品的測(cè)量顯然不現(xiàn)實(shí)。因此有必要對(duì) LED 產(chǎn)品采用加速老化壽命試驗(yàn)1,同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)測(cè)試 LED 的熱學(xué)特性、環(huán)境耐候性、電磁兼容抗擾度等與壽命和可靠性密切相關(guān)的性能,以綜合分析 LED 的壽命。2、LED 可靠性和壽命相關(guān)的關(guān)鍵指標(biāo)LED 產(chǎn)品制造中的每一個(gè)元件和環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)其可靠性和壽命產(chǎn)生影響，例如,L

2、ED 結(jié)和基板的虛焊、LED 熒光粉的熱猝滅和退化、封裝材料的退化以及驅(qū)動(dòng)器的失效等，最后退化的可能才是半導(dǎo)體（PN 結(jié)）本身。這些因素導(dǎo)致 LED 產(chǎn)品失效（退化）的方式也不盡相同，一般可分為緩變退化（gradualdegradation）和瞬變退化（abruptdegradation）。LED 的緩變退化（失效）指標(biāo)主要包括：流明維持率下降，即光衰，一般以初始光通量為 100%當(dāng) LED 產(chǎn)品的流明維持率下降到初始值的 70%50%寸，認(rèn)為 LED 失效，流明維持壽命相應(yīng)記為 L50 或 L70;顏色漂移，受到熒光粉或封裝材料的變化，LED 的顏色會(huì)在壽命期間內(nèi)發(fā)生漂移，該漂移應(yīng)在指定范圍

3、以內(nèi)（如uv35000小時(shí)。6000h光通維持率！室內(nèi)燈具；孑91號(hào)；戶外燈具二上941%5商用燈曷9.1%依據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)LM-81-08，TM2111LM-79-09樣品數(shù)量每個(gè)T5和軀動(dòng)電油H至少20個(gè)LED封裝，或或10個(gè)LED模塊修有TM-21)3個(gè)完整燈具老化溫度高溫(與燈具中的實(shí)際溫度相適應(yīng)：室溫室溫現(xiàn)對(duì) LM-80 和 TM-21 兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的要求總結(jié)如下:適用范圍：LED 封裝、模塊、陣列等;考察對(duì)象：只考察光通維持壽命，即緩變失效因素老化溫度： 指定點(diǎn)殼溫 （Ts） 為 55C,85c 和第三個(gè)指定溫度， 三個(gè)溫度覆蓋燈具中 LED光源的 Ts 溫度。老化時(shí)間：6000h,推薦

4、10000h;樣本數(shù)量要求及其與外推壽命時(shí)間的關(guān)系：20 個(gè)以上樣品，外推壽命最高為老化時(shí)間的 6 倍；10-19 個(gè)，外推壽命最高為老化時(shí)間的 5.5 倍；光色參數(shù)測(cè)試時(shí)間：至少每 1000h 測(cè)量一次；對(duì)突然失效的處理：觀察記錄，調(diào)查確認(rèn)突然失效是因?yàn)楣庠幢旧碓?；記錄顏色衰變：有；?shù)據(jù)記錄：每個(gè) LED 的光通維持、中間值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、最小和最大光通維持率值；曲線擬合：1.以初始值為 1,歸一化光通維持率；.在每個(gè)測(cè)量點(diǎn)，求得測(cè)試樣品歸一值的平均值；.數(shù)據(jù)要求： 不采用小于 1000h 內(nèi)的測(cè)量數(shù)據(jù)； 老化 6000h-10000h,至少用 5000h 的數(shù)據(jù)；大于 10000h,用最后

5、50%勺數(shù)據(jù)。外推計(jì)算：推薦指數(shù)模型。.2IEC 體系IEC 體系中用 LxFy 來(lái)表征 LED 產(chǎn)品的壽命，其中，Lx 表示光通量維持率，如 L70;Fy表示失效率，包括緩變失效率 By 和瞬變失效率 Cy。例如：L70F50 為 30000h 是指：50%勺模塊在 30000h 后的光通維持率在 70%Z 下對(duì)于普通照明用的白光 LED 產(chǎn)品，IEC 并不強(qiáng)調(diào)對(duì)聲稱的壽命進(jìn)行驗(yàn)證，而是對(duì)限定時(shí)間的流明維持率進(jìn)行分級(jí)。IEC 中對(duì) LED 模塊和燈具的光通維持率測(cè)試如表 2 所示。特別注意的是 IEC 體系中，LED 模塊或燈具的瞬變失效和緩變失效是要在最終的 Fy 指標(biāo)上體現(xiàn)出來(lái)的。對(duì)于一

6、組 LED 模塊，按 t 僉樣品 20 個(gè)計(jì)算，若聲稱 F50,則至少 n-2 個(gè)模塊通過(guò)；若聲稱F10,則 n 個(gè)模塊全部通過(guò)試驗(yàn)。老化試驗(yàn)中的溫度也特別值得關(guān)注。LED 真塊老化應(yīng)在外殼指定點(diǎn)為 Tp 溫度下老化，相當(dāng)于北美體系中的 Ts；而燈具則在環(huán)境溫度 Tq 下考察其性能，并且應(yīng)確保在聲稱的Tqmax 下，模塊溫度 Tp 不會(huì)超過(guò)。表 2:IEC 體系對(duì) LED 模塊和燈具的光通維持率測(cè)試要求測(cè)試對(duì)象試驗(yàn)?zāi)K燈具模塊符合ECPAS62717模塊不符合IECPAS62717,有模塊測(cè)試數(shù)據(jù)模塊不符合IECPAS62717,無(wú)模塊測(cè)試數(shù)據(jù)測(cè)試溫度血血;LED模塊性能溫度Tq5燈具的環(huán)境溫

7、度（應(yīng)南保在聲稱的IQmax下，模塊蛆不會(huì)超過(guò)上）樣本數(shù)量n/20小需要15老化時(shí)間25%額定壽命、不超過(guò)600011定壽命，不超過(guò)2000h25%額定存裔.不超過(guò)800Oh測(cè)試時(shí)間至少號(hào)至少號(hào)100Oh窗量一波迎1試內(nèi)容光通維持率、顏色漂移（包括頻色坐標(biāo)和顯色指數(shù)）4.加速老化和壽命測(cè)試系統(tǒng)對(duì)于加速老化和壽命的測(cè)試，無(wú)論采用北美體系或 IEC 體系，具硬件測(cè)量裝置基本相同，一般主要包括恒溫試驗(yàn)箱、多路電源、多路溫度巡檢儀等。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于 LED 加速老化和壽命測(cè)試系統(tǒng)的研制也十分關(guān)注。 由于 LED 光源或燈具的光色性能需在室溫（25CTC）條件下測(cè)量，因此國(guó)外典型設(shè)備一般需要和積分球光譜儀系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，在 LED 老化到一定時(shí)間后冷卻包溫箱內(nèi)溫度， 并將被測(cè) LED 取出到積分球系統(tǒng)中進(jìn)行光色測(cè)量。該操作過(guò)程很繁瑣，若測(cè)試間隔時(shí)間較短，則整個(gè)老化測(cè)試十分