加速寿命和可靠性试验.PDF

LED LED LLEEDD加速寿命和可靠性试验 浙江省半导体照明测试系统工程技术研究中心 杭州远方光电信息股份有限公司光电科学研究所 摘要：LED的寿命和可靠性得到了业界的高度重视，但其试验方法极具挑战。目前 已有关于LED寿命试验的标准相继出台，然而不同区域的标准要求又有所不同。本 文分析了LED可靠性和寿命相关的关键指标，并以北美体系和国际电工委员会（IEC） 体系为主线，介绍了LED加速寿命的试验方法。同时还介绍具有我国自主知识产权 的LED加速老化和寿命测试系统能够满足现有各种标准要求，实现方便、快速、精 准的智能化试验。 1. 1. 11.. 概述 随着近年来LED光效的不断提升，LED的寿命和可靠性越来越受到业界的重视， 它是LED产品最重要的性能之一。寿命是可靠性的终极表现，然而LED的理论寿 命很长，像传统光源采用2h45min开、15min关的循环测试到寿命终了，对LED [1] 产品的测量显然不现实。因此有必要对LED产品采用加速老化寿命试验 ，同时， 也应当测试LED的热学特性、环境耐候性、电磁兼容抗扰度等与寿命和可靠性密切 相关的性能，以综合分析LED的寿命。 2. LED 2. LED 22.. LLEEDD可靠性和寿命相关的关键指标 LED产品制造中的每一个元件和环节都会对其可靠性和寿命产生影响，例如， LED结和基板的虚焊、LED荧光粉的热猝灭和退化、封装材料的退化以及驱动器的 失效等，最后退化的可能才是半导体（PN结）本身。这些因素导致LED产品失效 （退化）的方式也不尽相同，一般可分为缓变退化（gradual degradation）和瞬变 退化（abrupt degradation）。 LED的缓变退化（失效）指标主要包括： 流明维持率下降，即光衰，一般以初始光通量为100%，当LED产品的流明维 持率下降到初始值的70%或50%时，认为LED失效，流明维持寿命相应记为L50 或L ； 70 颜色漂移，受到荧光粉或封装材料的变化，LED的颜色会在寿命期间内发生漂 移，该漂移应在指定范围以内（如△u’v’≤0.007），超过范围则视为LED失效； 电性能变化，电性能变化能更为直观地监测； 开关次数，开关可能会对驱动等电路产生一定影响； 热阻变化和其它热特性参数曲线，热特性与寿命息息相关，对热特性的测量和 分析有助于找出LED可靠性的薄弱环节； LED的瞬变退化（失效）即LED的光输出突然降为0，其主要退化包括：抗电 磁干扰能力：静电放电、雷击浪涌、快速群脉冲、周波跌落；高低温冲击耐受性特 性；盐雾、耐湿、振动等。 3. 3. 33.. 相关标准要求 针对LED的主要缓变退化，国际上已有相关标准相继发布，以是北美体系和国 际照明委员会（IEC）体系最为典型，我国标准则基本融合了这两个体系。 • ENERGY STAR® Program Requirements Product Specification Eligibility Criteria ; • IES LM-80-08 Approved Method for Measuring Lumen Maintenance of LED Light Sources; • IES TM-21-11 Projecting Long Term Lumen Maintenance of LED Packages • IEC/PAS 62717 LED modules for general lighting – Performance requirements • EC/PAS 62722-2-1 Luminaire Performance –Part 2-1: Particular requirements for LED luminaires • 我国的GB/T 24824、GB/T24823、QB/T4057 等 • 我国的GB/T XXXX LED加速寿命试验方法（尚未发布） 3.