大功率发光二极管的寿命试验及其失效分析

以GaN基蓝光LED芯片为基础光源制备了大功率蓝光LED,并通过荧光粉转换的方法制备了白光LED.对大功率蓝光和白光LED进行了寿命试验,并对其失效机理进行了分析.结果表明,大功率LED的光输出随时间的衰减呈指数规律,缺陷的生长和无辐射复合中心的形成,荧光粉量子效率的降低,静电的冲击,电极性能不稳定,以及封装体中各成分之间热膨胀系数失配引起的机械应力都可能导致大功率LED的失效.     

照明用功率LED的加速寿命试验

阐述了照明用功率发光二极管(LED)的退化规律,提出了一种实用的加速寿命试验方法来评估功率LED的长期使用寿命,并使用该方法分剐对LUMILEDS公司1 W白光LED和CREE公司1 W蓝光LED的使用寿命进行了评估.     

大功率LED寿命的理想因子表征

提出了用理想因子n评价大功率LED可靠性的新方法.通过对大功率LED I-V曲线的拟合计算出理想因子n的数值,对大功率LED进行电流加速老化试验,用最小二乘法算法将lnφ-t关系拟合成一条直线从而测得大功率LED的寿命,并据此讨论了大功率LED的理想因子与其寿命的关系.实验结果证明,理想因子n可以用于评价大功率LED的可靠性.     

大功率LED整个寿命中的颜色漂移

为了研究大功率白光、蓝光LED在整个寿命中的颜色漂移,选用一系列的大功率白光、蓝光发光二极管分别进行了不同电流的恒流点亮。在点亮不同时间阶段测量了LED的发射光谱、色坐标和色温,研究了在不同电流点亮时的光通量、色坐标和色温的变化,分析了电流、时间等因素对颜色漂移的影响。结果表明,在不同电流点亮及同一电流点亮的不同时间阶段,LED的颜色不同。说明大功率LED的颜色漂移不仅是由荧光粉老化所引起,更主要的因素是材料本身的变化。文章对此进行了初步的分析,为白光LED的应用及进一步研究白光LED颜色漂移提供了参考。     

LED加速寿命试验方法的研究

给出了一种缩短试验时间求取LED平均寿命的方法,利用"亚玛卡西"的发光管光功率缓慢退化公式,由退化系数求得不同应力温度下LED失效时间,再用数值解析法得到正常温度应力下的LED平均寿命.     

大功率LED的寿命与散热技术的研究进展

介绍了大功率发光二极管(LED)的工作原理,总结和分析了国内外文献中关于电流、结温与环境湿度对大功率LED寿命影响的研究进展,指出结点温度是决定LED寿命的最重要因素,详细评述了国内外关于大功率LED的界面热阻优化、封装热沉和散热基板设计两个方面的研究进展,为改良LED散热结构和延长大功率LED的使用寿命提供了有效的理论依据及研究方向.     

双应力交叉步进加速退化试验下大功率半导体激光器寿命预测方法

高可靠性已成为大功率半导体激光器实用化的重要指标之一,而寿命预测是大功率半导体激光器可靠性评估的首要环节。文中提出了一种双应力交叉步进加速退化的试验方法,对830 nm F-mount封装的大功率半导体激光器进行了四种不同的双应力条件A[22℃,1.4 A],B[42℃,1.4 A],C[42℃,1.8 A],D[62℃,1.8 A]下的电流-温度交叉步进加速退化试验研究,对光输出功率退化轨迹进行拟合,按照80%功率退化作为失效判据,结合修正后的艾琳模型和威布尔分布外推得到器件在正常工作条件下的平均失效时间(MTTF)为5 811 h。文中给出了完整的加速退化模型建立过程与详细的外推寿命计算方法,并对模型进行了准确性检验,误差不超过10%。该方法相比单应力恒定加速试验方法,可以大幅度节约试验时间和试验成本,这对于大功率半导体激光器的自主研制具有重要的指导意义。     

大功率半导体激光器步进加速老化研究

介绍了半导体激光器寿命测试的理论依据,给出了由电流应力决定的寿命测试的数学模型,据此对AlGaInAs/AlGaAs/GaAs 808nm大功率半导体激光器进行常温电流步进加速老化实验。由步进加速老化的理论依据及数学模型推算出了步进加速寿命实验时间折算公式,利用步进加速寿命实验时间折算公式推算出了器件在额定应力条件下工作的寿命结果;根据实验后器件的失效模式分析,与恒定应力加速老化方式下的实验结果相对比分析,确认该步进加速实验方法可以适用于半导体激光器的加速老化。     

一种基于温度加速的LED产品寿命快速评价方法

针对LED照明产品,提出一种寿命快速评价的方法.通过对样品在3种温度应力水平下进行加速寿命实验,以光通量的衰减作为失效判据,并对实验结果进行了分析,以威布尔分布来描述产品的寿命分布,利用最小二乘法和阿伦尼斯模型对试验数据进行统计分析,最终外推得出正常应力水平下产品的寿命.     

基于LSM的红外LED加速寿命试验数据的统计分析

利用最小二乘法(LSM)完成了红外发光二极管(LED)恒定与步进应力加速寿命试验数据的统计分析,并自行开发了可视界面和通用性强的寿命预测软件.数值结果证实了红外LED的寿命服从对数正态分布以及加速寿命方程完全符合逆幂定律,并精确地计算出预测该器件寿命所用到的关键性参数,从而使其在很短的时间(1000h)内估算寿命成为可能.     

大功率半导体激光器加速寿命测试方法

大功率半导体激光器在高可靠性光学系统的应用中,寿命值预测十分关键.采用808 nm波长的无Al大功率半导体单管激光器进行了40、80℃的恒定温度的加速老化试验.应用Arrhenius和对数正态分布的理论对试验结果进行分析,计算出激光器长期退化的激活能为0.52 eV,推导得到激光器室温下工作的平均寿命为15 000 h.并对试验后的器件进行失效分析,找出失效原因.     

大功率白光LED封装技术对器件寿命的影响

通过功率LED器件封装工艺技术的改进来降低芯片结温,从而减缓器件光衰速率,延长其预期的工作寿命时间。对用于封装的关键原材料的选取进行了对比实验,指出了采用纳米级材料改进导热可降低热阻,论述了正确选用混胶材料和工艺,可以减缓器件光衰速率,达到在较高的环境温度条件下,器件使用寿命大于50 000 h。论述了器件芯片的结温对光、电、色性能的影响和不同结温其预期工作寿命时间也不同的关联性。     

照明用大功率LED散热研究

大功率LED体积小、工作电流大,输入功率中大部分转化为热能,散热是需要解决的关键技术.文章介绍了大功率LED热设计的方法,针对大功率LED的封装结构,建立了热传导模型;对某照明用大功率LED阵列进行了散热设计,通过仿真分析和热评估试验验证了所采用的散热方法和设计的散热器满足LED阵列的散热要求.     

大功率LED稳态热阻测试的关键因素

热阻值是衡量LED芯片和封装导热性能的主要参数,但在热阻的测试过程中时间、温度和电流等因素都会对结果造成直接影响,因此测试时应综合各种因素,透彻理解参数定义,根据相关标准灵活运用测试设备,以达到较高的测试精度和重复性.按照热阻测试步骤,详述影响其测试结果的因素,并提出较为准确的修正方法,设计了简单试验来验证测试结果是否符合理论分析.经试验证明,该测试方法可作为制定LED标准中的参考.     

高加速寿命试验和高加速应力筛选技术

文中简单介绍高加速寿命试验和高加速应力筛选（HALT＆HASS）技术,重点从其原理、试验方法阐述该技术如何缩减研发时间与成本,达到提高产品可靠性和增强市场竞争力的目的。     

大功率LED封装有限元热分析

介绍了有限元软件在大功率LED封装热分析中的应用,对一种多层陶瓷金属(MLCMP)封装结构的LED进行了热模拟分析,比较了不同热沉材料的散热性能,模拟了输入功率以及强制空气冷却条件对芯片温度的影响.结果表明当达到热稳态平衡时,芯片上的温度最高,透镜顶部表面的温度最低,当输入功率达到3 W时,芯片温度超过了150℃,强制空冷能显著改善器件的散热性能.     

环形腔氦氖激光器加速寿命试验分析

为了找到特定条件下使用环形腔氦氖气体激光器寿命估计理论模型与寿命试验方法,文中假设环形腔氦氖激光器的工作寿命分布规律,在大电流应力下满足威布尔分布,选取电流作为加速应力,对环形腔氦氖激光器进行加速寿命试验。通过最小二乘法对试验数据进行处理,试验结果验证了假设的正确性,得出了环形腔氦氖激光器在正常工作电流下的特征寿命,可以通过大电流应力下的特征寿命来计算,有效缩短了试验时间。