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                                                                                  聯繫方式:

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                                                                                  移動電話:136 3296 6529

                                                                                  地      址:廣東深圳市光明新區公明河堤路20號冠城低碳產業園A棟

                                                                                  歷史記錄

                                                                                  LED燈具加速壽命測試方法

                                                                                  來源:   發佈時間:2019-06-12   點擊量:25

                                                                                  爲了快速發現LED光源模塊的失效點和薄弱點,通常採用加速壽命試驗對其進行可靠性研究試驗 。所謂加速壽命試驗就是在不改變失效機理的前提下,採用提高應力的方法 ,使器件加速失效 ,以便在較短的時間內取得加速情況下的失效率、壽命等數據 ,然後推算出在正常狀態應力條件下的可靠性特徵量 。加大應力情況下能加快LED內部物理化學的變化  ,迅速暴露出器件結構設計和材料的缺陷,爲LED光源模塊結構設計和材料優化提供依據和參考 。目前常用的施加應力條件包括溫度、溼度、振動與衝擊、太陽輻射(紫外輻射)、電磁輻射、氣壓強度、化學物質(腐蝕氣體)、沙塵、電壓、電流等,多項研究證明,針對LED光源模塊比較有效的加速應力主要是溫度、溼度、電流和振動 ,LED燈具可靠性試驗方法的關鍵在於如何採用應力的組合方式、施加時間和施加方式。按照在試驗時施加應力的方式 ,加速壽命試驗可以分爲以下幾種 。

                                                                                  1.恆定應力加速壽命試驗

                                                                                  恆定應力加速壽命試驗是將樣品分爲幾組 ,每一組都在一個固定的應力下進行試驗,樣品在試驗期間所承受的應力保持不變  ,應力水平數不少於3個。該試驗的試驗時間較長,樣品數量相對多一些 。但與其他兩種加速壽命試驗相比是最爲成熟的試驗方法,其試驗設備相對簡單,試驗條件易於控制 ,試驗結果誤差也較小,因而得到廣泛應用  。目前美國能源之星對LED燈具壽命的測試就是採用這個方法 ,必須先測試LED芯片在55℃ ,85℃以及一個廠家指定的溫度環境下的6000小時光衰數據 ,然後再測試LED芯片在LED燈具中的溫度 ,就可以推算出LED燈具壽命 。但是恆定應力加速方法所需要的時間還是太長,無法適應市場的需要 。

                                                                                  2.步進應力加速壽命試驗

                                                                                  步進應力加速壽命試驗是樣品在試驗期間所承受的應力按一定的時間間隔階梯式增加,直至樣品產生足夠的退化爲止  。該試驗能夠在較短的時間內觀察到元器件的失效,而且只需要一組試驗樣品 。但是兩組應力之間的時間間隔不容易確定 。時間間隔太短 ,則變更應力時的過渡效應會對產品的老化結果帶來影響 ,時間間隔太長 ,則與恆定應力加速壽命試驗無本質區別。而且以步進應力加速壽命試驗來確定產品的壽命——應力關係的話 ,誤差也相對較大。

                                                                                  目前一個研究熱點就是利用步進溫度應力和恆定高溼度應力對LED光源子系統進行加速退化試驗,從而預測其壽命 。運用這個方法必須基於以下五個假設:

                                                                                  (1)試驗樣品經歷的性能退化不可逆轉 ,即性能退化過程具有單調性。

                                                                                  (2)在每一個加速應力水平下,試驗樣品的失效機理與失效模式均保持不變。

                                                                                  (3)在不同應力水平下試驗樣品的加速退化數據具有相同的分佈形式 ,同時利用性能退化數據得到的樣品僞失效壽命在不同應力水平下應服從同一分佈類型 。

                                                                                  (4)試驗樣品具有“無記憶特性” ,其殘餘壽命與累積的方式無關 ,僅取決於加載的應力水平和已累積失效部分。

                                                                                  (5)可以通過線性或線性化的表達式來描述產品的性能退化過程 。

                                                                                  一般選定三個步進溫度應力水平和一個恆定溼度應力水平 ,首先計算具體溫度應力步長時間,然後確定置信度、樣品數量等,當試驗時間到達終止時間 ,選取擬合程度較高的退化模型擬合退化數據 ,計算出樣品在恆定高溼應力下不同溫度應力水平的僞失效壽命,最後求出正常應力水平下的光源可靠度分佈函數等可靠性特徵,並計算出壽命 。利用此方法一般測試時間爲2000小時 ,可以滿足市場需要,但是最終可靠的研究成果還未通過與實際點燃燈具壽命的比對驗證。

                                                                                  3.序進應力加速壽命試驗

                                                                                  序進應力加速壽命試驗是樣品在試驗期間所承受的應力按時間等速增加 ,直至樣品產生足夠的退化爲止  ,該試驗的優點是加速效率最高,試驗時間最短 。但試驗的過程中應力隨時間連續增加 ,爲了確定元器件的退化程度與應力-時間的依賴關係 ,需要在幾個不同的應力-時間變化率上重複做幾次試驗 ,因此這就決定了其統計分析非常複雜,而且試驗裝置比較昂貴  ,因而較少採用  。

                                                                                  4.高加速壽命試驗

                                                                                  現在一個LED可靠性強化試驗方向是在步進應力加速和序進應力加速的基礎上,綜合其它應力條件的高加速壽命試驗(HALT)。根據標準GWM8287 ,高加速壽命試驗的第一步是進行步進溫度試驗 。

                                                                                  第二步進行快速溫度變化試驗  。

                                                                                  第三步進行步進振動試驗 。

                                                                                  第四步進行步進振動和快速溫度變化同時作用的試驗 。

                                                                                  最後根據實際樣品情況在上述四個步驟的基礎上進行序進應力加速循環試驗,把幾種應力條件不斷提高,直到產品失效爲止。這種方法的主要目的是找到產品的應力極限 ,不可預測壽命,一般試驗時間小於100小時 。

                                                                                  這四種加速壽命試驗各有優缺點 ,在實際的可靠性研究試驗中應針對不同試驗品特點進行試驗方法的選擇。

                                                                                  熱門標籤:LED燈具加速壽命測試方法
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