大功率白光LED的應(yīng)用及其可靠性研究

　　3.2 基于可靠性工程學(xué)的可靠性預(yù)測

　　大功率白光LED器件具有高達(dá)10萬小時(shí)的壽命，按照目前半導(dǎo)體材料和器件發(fā)展的速度，即使采取加速壽命試驗(yàn)，仍然很費(fèi)時(shí)費(fèi)力，基于可靠性工程學(xué)的可靠性預(yù)測機(jī)制，就是嘗試一種在無需長期壽命試驗(yàn)條件下實(shí)現(xiàn)對LED可靠性量化預(yù)測的方法，它可以大大減少試驗(yàn)時(shí)間，節(jié)約壽命試驗(yàn)成本。

　　通過管子初期性能指標(biāo)的測試，分析出與后期失效相關(guān)的特征值，從而達(dá)到預(yù)測器件性能的目的。同時(shí)，可以根據(jù)試驗(yàn)初始值，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行后期模擬，具有重要的實(shí)用價(jià)值。與大功率LED可靠性相關(guān)的特性曲線分為：

　?。?）電壓-電流伏安曲線。

　?。?）電導(dǎo)數(shù)特性曲線。

　　（3）光輸出特性曲線。

　?。?）光譜特性曲線。

　?。?）熱特性曲線。

　　4 大功率白光LED燈具的可靠性

　　大功率白光LED已經(jīng)進(jìn)入照明燈具的應(yīng)用，那么產(chǎn)品可靠性同樣需要引起重視，因?yàn)榇种茷E造的LED僅求瞬時(shí)的亮度，缺少合理的燈具散熱設(shè)計(jì)和光學(xué)設(shè)計(jì)，不能保證LED光源優(yōu)勢的充分發(fā)揮，從而導(dǎo)致LED產(chǎn)業(yè)不能良性快速發(fā)展。燈具的可靠性屬于系統(tǒng)可靠性范疇，對它的研究主要從以下幾方面來考慮：

　　（1）由于燈具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，散熱不良，而引起LED的光衰，甚至失效。

　　（2）由于安裝不合理，使LED與燈具的接觸部分電阻過大，使LED芯片溫度過高而引起的光衰甚至失效。

　　（3）驅(qū)動(dòng)電流過大，使LED工作溫度過高，引起光衰甚至失效，或驅(qū)動(dòng)電源的失效引起燈具的失效。

　?。?）光路設(shè)計(jì)方面，燈具要根據(jù)需要選擇出光角度不同的LED，滿足光學(xué)要求的燈具結(jié)構(gòu)，可能會(huì)造成散熱不良，從而引起光衰甚至失效。

　　5 總結(jié)

　?。?）不同類型的LED器件具有不同的失效機(jī)理，對白光LED器件的可靠性研究可采用對同一批次的藍(lán)光芯片和白光芯片進(jìn)行對比試驗(yàn)。通過對比實(shí)驗(yàn)，可以分析出白光LED的失效是由于藍(lán)光芯片的失效起主要作用，還是外敷的熒光粉的失效起主要作用。

　?。?）對LED器件做加速壽命試驗(yàn)的時(shí)候，應(yīng)考慮器件性能的一致性，不僅要選擇同一廠家同一批次的產(chǎn)品，還可以考慮按照其初始的一些參數(shù)，如開啟電壓，來進(jìn)行分類。因?yàn)榧词雇慌蔚钠骷?，性能也?huì)有很大差別，而對LED的可靠性研究就是要從細(xì)微之處入手。

　?。?）提高對LED應(yīng)用產(chǎn)品可靠性的重視，發(fā)揮LED器件的優(yōu)勢，促使產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。目前，大功率白光LED應(yīng)用在照明上還不是很成熟，應(yīng)用產(chǎn)品還沒有真正的投入市場，要從根本上提高品質(zhì)，需要加大對可靠性的研究。