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LED照明灯具可靠性测试方法及成本控制
分析LED路灯可靠性之前。先对LED可靠性有关的基本内容作些介绍,将对LED灯具可靠性的深入分析有所协助。1实质失效、从属失效,LED器件失效一般分为二种:实质失效和从属失效。实质失效指的LED芯片引起的失效,又分为电漂移和离子热扩散失效。从属失效一般由封装结构资料、工艺引起,即封装结构和用的环氧、硅胶、导电胶、荧光粉、焊接、引线、工艺、温度等因素引起的2十度法则,某些电子器件在一定温度范围内,温度每升高10℃,其主要技术指标下降一半(或下降1/4实践证明,LED器件热沉温度在50℃至80℃时,LED寿命值基本符合十度法则。最近也有媒体报道:LED器件温度每上升2℃,其寿命下降10%当温度从63℃上升至74℃时,平均寿命下降3/4因为器件封装工艺不同,完全可能出现这种现象。LED器件可靠性主要取决于二个部分:外延芯片及器件封装的性能质量,这二种失效机理完全不一样,现分别叙述。
在可靠性指标中,美国“能源之星”中已有很具体的规定,有关LED照明灯具的分类、性能指标及可靠性等。主要规定LED照明灯具寿命3.5万小时,全寿命期内色度变化在CIE1976uv中0.007以内。美国SSL计划中规定白光LED器件寿命在2010-2015年中为5万小时。国内对LED照明灯具的寿命要求一般也提到3~3.5万小时。上述提到LED灯具寿命和色保持度的指标,从目前来看是很高的实际上很多LED灯具还达不到这个要求,因为LED灯具所涉及的技术问题很多、很复杂,其中主要是系统可靠性问题,包括LED芯片、封装器件、驱动电源模块、散热和灯具的可靠性。以下分别对这些问题进行分析:
近年来。由于LED技术发展迅速,主要性能指标有很大提高,目前LED器件的发光效超过200lm/W产业化水平达110~120lm/W可以作为光源在照明领域推广应用,目前已进入室外景观照明、功能性照明、商用照明等领域。应用过程中,有几个主要技术和成本问题,如LED照明灯具的能效还不高,LED白光的光色在某些照明场所还不合适,LED灯具的可靠性还不高,有些产品寿命很短,另外LED灯具的价格目前普遍偏高等,这些问题有待进一步解决和提高。业界同行对LED光源的可靠性和利息问题比较重视,均在努力解决之中。本文也将着重对这两个问题进行较为详细的描述及分析。