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大功率白光LED的可靠性研究1

日期:2019-10-08 类型:技术中心 

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自从大功率LED被广泛使用以来,半导体照明材料就显示出其突出的优势:节能环保,高效,寿命长,维护成本低。与传统光源相比,它具有相当吸引人的特性。但是,在实际的应用过程中,LED的性能并没有达到人们的期望,存在很多问题。例如,理论上长寿命估计为一万小时。但是,在实际服务条件下,它只有数千小时。因此,研究LED的可靠性对于大功率白光LED的进一步发展和最终替代传统光源具有必要性和紧迫性。通常,LED的可靠性研究可以分为两个方向:基于半导体物理的失效机理分析和基于工程可靠性的信誉预测。

基于半导体物理的失效机理分析

半导体的可靠性分析以使用寿命为特征。因此,大多数LED寿命测试都是与故障机理分析一起进行的。由于理论上LED的寿命长达一万小时,通常,一般的寿命测试需要很长的时间,当测试完成时,测试产品就会报废。对于长寿命的LED器件,我们可以根据条件选择加速寿命实验。

加速寿命试验可分为恒应力加速老化试验,步进应力加速寿命测试和顺序应力加速寿命测试。由于成熟的技术和精确的推断数据,操作和控制恒定应力加速寿命测试相对容易。因此,寿命的测试结果是可靠的,但是缺点是耗时。步进应力加速寿命测试由于可以缩短测试时间,减少测试样品的数量,并且比恒应力加速寿命测试具有更高的加速效率,因此在本研究中得到了广泛的应用。但是,目前,它通常用于早期的应力范围。例如,GaAs红外发光二极管的加速寿命测试就是使用电流步进测试来找出测试设备可以承受的最高电流应力。提高加速寿命测试的效率然而,由于难以精确地控制所施加的应力,因此容易引起机构故障的改变。因此,它不常用。LED器件通常受电流驱动并受温度影响。通常选择电流和温度作为施加的应力。加速测试是进行可靠性研究的有效手段,除非保证在整个测试过程中设备的机械故障不会发生变化。可靠性研究不仅基于寿命计算和数据测量,还依赖于利用有效数据进行的机构故障分析。设备故障分为早期故障,随机故障和磨损故障三个阶段,如图1所示:

设备故障分布曲线