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LED芯片寿命试验过程解析

文章来源:永利澳门官网  编辑:永利澳门官网  发布日期:2020-05-16  浏览次数:744
LED具有体积小,耗电量低、长命命环保等长处,在现实出产研发进程中,需要经由过程寿命实验对LED芯片的靠得住性程度进行评价,并经由过程质量反馈来提高LED芯片的靠得住性程度,以包管LED芯片质量。引言作为电子元器件,发光二极管(LightEmittingDiode-led)已呈现40多年,但久长以来,遭到发光效力和亮度的限制,仅为唆使灯所采取,直到上世纪末冲破了手艺瓶颈,出产出高亮度高效力的LED和兰光LED,使其利用规模扩大到旌旗灯号灯、城市夜景工程、全彩屏等,供给了作为照明光源的可能性。跟着LED利用规模的加年夜,提高LED靠得住性具有加倍主要的意义。LED具有高靠得住性和长命命的长处,在现实出产研发进程中,需要经由过程寿命实验对LED芯片的靠得住性程度进行评价,并经由过程质量反馈来提高LED芯片的靠得住性程度,以包管LED芯片质量,为此在实现全色系LED财产化的同时,开辟了LED芯片寿命实验的前提、方式、手段和装配等,以提遐龄命实验的科学性和成果的正确性。寿命实验前提简直定电子产物在划定的工作和情况前提下,进行的工作实验称为寿命实验,又称经久性实验。跟着LED出产手艺程度的提高,产物的寿命和靠得住性年夜为改不雅,LED的理论寿命为10万小时,假如仍采取常规的正常额定应力下的寿命实验,很难对产物的寿命和靠得住性做出较为客不雅的评价,而大家实验的首要目标是,经由过程寿命实验把握LED芯片光输出衰减状态,进而揣度其寿命。按照LED器件的特点,颠末对照实验和统计阐发,终究划定了0.3×~0.3mm2以下芯片的寿命实验前提:样品随机抽取,数目为8~10粒芯片,制成ф5单灯;工作电流为30mA;情况前提为室温(25℃±5℃);实验周期为96小时、1000小时和5000小时三种。工作电流为30mA是额定值的1.5倍,是加年夜电应力的寿命实验,其成果固然不克不及代表真实的寿命环境,可是有很年夜的参考价值;寿命实验之外延片出产批为母样,随机抽取此中一片外延片中的8~10粒芯片,封装成ф5单灯器件,进行动96小时寿命实验,其成果代表本出产批的所有外延片。一般认为,实验周期为1000小时或以上的称为持久寿命实验。出产工艺不变时,1000小时的寿命实验频次较低,5000小时的寿命实验频次可更低。进程与留意事项对LED芯片寿命实验样本,可以采取芯片,一般称为裸晶,也能够采取颠末封装后的器件。采取裸晶情势,外界应力较小,轻易散热,是以光衰小、寿命长,与现实利用环境差距较年夜,固然可经由过程加年夜电流来调剂,但不如直接采取单灯器件情势直不雅。采取单灯器件情势进行寿命实验,造成器件的光衰老化的身分复杂,可能有芯片的身分,也有封装的身分。在实验进程中,采纳多种办法,下降封装的身分的影响,对可能影响寿命实验成果正确性的细节,一一进行改良,包管了寿命实验成果的客不雅性和正确性。1 样品抽取体例寿命实验只能采取抽样实验的评估法子,具有必然的风险性。起首,产物质量具有必然水平的平均性和不变性是抽样评估的条件,只有认为产物质量是平均的,抽样才具有代表性;其次,因为现实产物质量上存在必然的离散性,大家采纳分区随机抽样的法子,以提遐龄命实验成果正确性。大家经由过程查找相干资料和进行年夜量的对照实验,提出了较为科学的样品抽取体例:将芯片按其在外延片的位置分为四区,每区2~3粒芯片,共8~10粒芯片,对分歧器件寿命实验成果相差差异,乃至矛盾的环境,大家划定了加严寿命实验的法子,即每区4~6粒芯片,共16~20粒芯片,按正常前提进行寿命实验,只是数目加严,而不是实验前提加严;第三,一般地说,抽样数目越多,风险性越小,寿命实验成果的成果越正确,可是,抽样数目越多抽样数目过量,必定造成人力、物力和时候的华侈,实验本钱上升。若何处置风险和本钱的关系,一向是大家研究的内容,大家的方针是经由过程采纳科学的抽样方式,在统一实验本钱下,使风险性降落到最低。2 光电参数测试方式与器件配光曲线在LED寿命实验中,先对实验样品进行光电参数测试挑选,裁减光电参数超规或异常的器件,及格者进行一一编号并投入寿命实验,完成持续实验落后行复测,以取得寿命实验成果。为了使寿命实验成果客不雅、正确,除做好测试仪器的计量外,还划定原则上实验前后所采取的是统一台测试仪测试,以削减没必要要的误差身分,这一点对光参数尤其主要;早期大家采取丈量器件光强的转变来判定光衰状态,一般测试器件的轴向光强,对配光曲线半角较小的器件,光强值的巨细随几何位置而急剧转变,丈量反复性差,影响寿命实验成果的客不雅性和正确性,为了不呈现这类环境,采取年夜角度的封装情势,并选用无反射杯支架,解除反射杯配光感化,消弭器件封装情势配光机能的影响,提高光参数测试的切确度,后续经由过程采取光通量丈量获得验证。3 树脂劣变对寿命实验的影响现有的环氧树脂封装材料受紫外线照耀后透明度下降,是高份子材料的光老化,是紫外线和氧介入下的一系列复杂反映的成果,一般认为是光激发的主动氧化进程。树脂劣变对寿命实验成果的影响,首要表现1000小时或以上持久寿命实验,今朝只能经由过程尽量削减紫外线的照耀,来提遐龄命实验成果的果客不雅性和正确性。此后还可经由过程选择封装材料,或检定出环氧树脂的光衰值,并将其从寿命实验中解除。4 封装工艺对寿命实验的影响封装工艺对寿命实验影响较年夜,固然采取透明树脂封装,可用显微镜直接不雅察到内部固晶、键合等环境,以便进行掉效阐发,可是其实不是所有的封装工艺缺点都能不雅察到,例如:键合焊点质量与工艺前提是温度和压力关系紧密亲密,而温渡过高、压力太年夜则会使芯片产生形变发生应力,从而引进位错,乃至呈现暗裂,影响发光效力和寿命。引线键合、树脂封装惹人的应力转变,如散热、膨胀系数等都是影响寿命实验的主要身分,其寿命实验成果较裸晶寿命实验差,可是对今朝小功率芯片,加年夜了查核的质量规模,寿命实验成果加倍接近现实利用环境,对出产节制有必然参考价值。寿命实验台的设计寿命实验台由寿命实验单位板、台架和专用电源装备构成,可同时进行550组(4400只)LED寿命实验。按照寿命实验前提的要求,LED可采取并联和串连两种毗连驱动情势。并联毗连情势:行将多个LED的正极与正极、负极与负极并联毗连,其特点是每一个LED的工作电压一样,总电流为ΣIfn,为了实现每一个LED的工作电流If一致,要求每一个LED的正向电压也要一致。可是,器件之间特征参数存在必然不同,且LED的正向电压Vf随温度上升而降落,分歧LED可能由于散热前提不同,而激发工作电流If的不同,散热前提较差的LED,温升较年夜,正向电压Vf降落也较年夜,造成工作电流If上升。固然可以经由过程插手串连电阻限流减轻上述现象,但存在线路复杂、工作电流If不同较年夜、不克不及合用分歧VF的LED等错误谬误,是以不宜采取并联毗连驱动情势。串连毗连情势:行将多个LED的正极对负极毗连成串,其长处经由过程每一个LED的工作电流一样,一般应串入限流电阻R,如图二为单串电路,当呈现一个LED开路时,将致使这串8个LED熄灭,从道理上LED芯片开路的可能性极小。大家认为寿命实验的LED,以恒流驱动和串连毗连的工作体例为佳。


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