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内部培训资料 深圳市裕富照明有限公司 eastfield 照明用LED可靠性测试 测试中心：郑代顺 Outline LED的工作原理 表征LED性能的主要参量及特性曲线 影响LED性能的主要因素 照明用LED的主要失效模式及测试方法 LED的常见结构 LED的工作原理 照明用白光LED的几种技术途径 照明用白光LED的发展方向及预期目标 照明用白光LED的发展方向: (1)高光效；(2)高显色性；(3)色度空间均匀性好； (4)热阻低，散热性好。 照明用白光LED的发展趋势与目标： Outline LED的工作原理 表征LED性能的主要参量及特性曲线 影响LED性能的主要因素 照明用LED的主要失效模式及测试方法 表征LED性能的主要参量及特性曲线 表征LED性能的特性曲线图例 表征LED性能的特性曲线图例 表征LED性能的特性曲线图例 表征LED性能的特性曲线图例 表征LED性能的特性曲线图例 表征LED性能的特性曲线图例 表征LED性能的特性曲线图例 表征LED性能的特性曲线图例 表征LED性能的特性曲线图例 表征LED性能的特性曲线图例 表征LED性能的特性曲线图例 表征LED性能的特性曲线图例 表征LED性能的特性曲线图例 Outline LED的工作原理 表征LED性能的主要参量及特性曲线 影响LED性能的主要因素 照明用LED的主要失效模式及测试方法 影响白光LED器件及灯具性能的主要因素 LED封装结构对其性能的影响 一是为了确保LED发光芯片与下层电路间的电气和机械性的正确接触，保护芯片免受外部环境中的机械应力、潮湿、氧气等影响； 二是根据应用目的对器件光学特性的要求，设计合理的光学系统并选择合适的封装材料，使封装后的LED能满足光学特性的要求； 第三，封装的目的还在于为LED器件提供一条散热的通道。 透明封装材料的折射率对LED器件光学特性的影响 对于光子在LED芯片表面发生的全反射，由Snell定律 透明封装材料的折射率对LED光学特性的影响 分别采用环氧树脂和硅胶对倒装结构蓝光LED芯片的光输出的影响 高温老化对环氧树脂和硅胶的透光率的影响 环氧树脂和硅胶封装大功率白光LED的光衰情况 荧光粉涂敷工艺对白光LED空间色温均匀性的影响 Outline LED的工作原理 表征LED性能的主要参量及特性曲线 影响LED性能的主要因素 照明用LED的主要失效模式及测试方法 半导体材料中的缺陷引起的LED失效模式 由于III-V族氮化物与sapphire在晶格常数方面的差异，在sapphire上异质外延GaN、InGaN及AlGaN等材料时会引入位错缺陷，其密度甚至超过2?1010/cm2。半导体材料中的位错缺陷形成自由悬挂键，并对载流子具有较强的俘获作用。因此这些缺陷在LED有源层中形成非辐射复合中心，增加了光吸收，使得器件发光效率降低。而注入载流子的非辐射复合又使能量转化为晶格振动，导致了缺陷的运动和增殖。 经透射电镜分析，InGaAsP/InP和InGaN/AlGaN等发光器件在较高的注入电流和环境温度下工作时易形成暗斑缺陷和暗线缺陷，这些缺陷在电场的作用下发生迁移并形成非辐射复合中心，从而导致了器件的快速退化。 热失效模式：温度对白光LED特性的影响 热失效模式：温度对白光LED特性的影响 热失效模式：温度对白光LED特性的影响 热失效模式：温度对白光LED特性的影响 热失效模式：温度对LED老化特性的影响 热失效模式：焊接不良引起的LED退化 热失效模式：热膨胀失配引起的灾变性失效 热失效模式：热膨胀失配引起的灾变性失效 衡量LED热学特性的关键参数：热阻和结温 LED热阻估算方法 LED热阻构成示意图 电学法测试LED结温的原理及步骤 原理：在输入电流恒定的情况下，LED两端的正向电压与其结温之间具有良好的线性关系，二者可以近似地表示为 其中VFT—结温为T时的正向电压，VF0—结温为T0时的正向电压，K—正向电压随结温变化的系数。 步骤：①对正向电压与结温之间的关系定标： 在小电流下，忽略测试电流产生的自升温，近似认为结温等于参考点温度。改变环境温度，记录LED的正向电压，据此求出系数K。 ②求LED的结温升△T； ③求结温TJunction和热阻R?。 LED结温测试系统示意图 瞬态热响应分析法测量时序图 驱动电流引起的白光LED失效模式 电极性能退化导致LED灾变性失效 在LED中，通常采用金属与半导体材料形成欧姆接触，金属的扩散将在电极与半导体材料表面之间形成一个界面。良好的欧姆接触，除了需要低接触电阻外，还需具有优良的热