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  • LED封装可靠性测试与评估

    来源:可靠性技术交流        编辑:小月亮    2020-07-27 17:38:40     加入收藏

    LED器件的失效模式主要包括电失效(如短路或断路)、光失效(如高温导致的灌封胶黄化、光学性能劣化等)和机械失效(如引线断裂,脱焊等),而这些因素都与封装结构和工艺有关。

      LED器件的失效模式主要包括电失效(如短路或断路)、光失效(如高温导致的灌封胶黄化、光学性能劣化等)和机械失效(如引线断裂,脱焊等),而这些因素都与封装结构和工艺有关。

      LED的使用寿命以平均失效时间(MTTF)来定义,对于照明用途,一般指LED的输出光通量衰减为初始的70%(对显示用途一般定义为初始值的50%)的使用时间。由于LED寿命长,通常采取加速环境试验的方法进行可靠性测试与评估。

      测试内容主要包括高温储存(100℃,1000h)、低温储存(-55℃,1000h)、高温高湿(85℃/85%,1000h)、高低温循环(85℃~-55℃)、热冲击、耐腐蚀性、抗溶性、机械冲击等。

      然而,加速环境试验只是问题的一个方面,对LED寿命的预测机理和方法的研究仍是有待研究的难题。

      固态照明对大功率LED封装的要求

      与传统照明灯具相比,LED灯具不需要使用滤光镜或滤光片来产生有色光,不仅效率高、光色纯,而且可以实现动态或渐变的色彩变化。在改变色温的同时保持具有高的显色指数,满足不同的应用需要。但对其封装也提出了新的要求,具体体现在:

      (一)、模块化

      通过多个LED灯(或模块)的相互连接可实现良好的流明输出叠加,满足高亮度照明的要求。通过模块化技术,可以将多个点光源或LED模块按照随意形状进行组合,满足不同领域的照明要求。

      (二)、系统效率最大化

      为提高LED灯具的出光效率,除了需要合适的LED电源外,还必须采用高效的散热结构和工艺,以及优化内/外光学设计,以提高整个系统效率。

      (三)、低成本

      LED灯具要走向市场,必须在成本上具备竞争优势(主要指初期安装成本),而封装在整个LED灯具生产成本中占了很大部分,因此,采用新型封装结构和技术,提高光效/成本比,是实现LED灯具商品化的关键。

      (四)、易于替换和维护

      由于LED光源寿命长,维护成本低,因此对LED灯具的封装可靠性提出了较高的要求。要求LED灯具设计易于改进以适应未来效率更高的LED芯片封装要求,并且要求LED芯片的互换性要好,以便于灯具厂商自己选择采用何种芯片。

      LED灯具光源可由多个分布式点光源组成,由于芯片尺寸小,从而使封装出的灯具重量轻,结构精巧,并可满足各种形状和不同集成度的需求。唯一的不足在于没有现成的设计标准,但同时给设计提供了充分的想象空间。

      此外,LED照明控制的首要目标是供电。由于一般市电电源是高压交流电(220V,AC),而LED需要恒流或限流电源,因此必须使用转换电路或嵌入式控制电路(ASICs),以实现先进的校准和闭环反馈控制系统。

      此外,通过数字照明控制技术,对固态光源的使用和控制主要依靠智能控制和管理软件来实现,从而在用户、信息与光源间建立了新的关联,并且可以充分发挥设计者和消费者的想象力。

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