CN103364032A - 半导体发光器件或模组在线多功能测试系统及方法 - Google Patents

半导体发光器件或模组在线多功能测试系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半导体发光器件或模组在线多功能测试系统及方法,该系统包括电特性发生及测试装置、多个光特性探测及控制装置、光信号处理分析装置、多个热特性探测装置、中央监控及处理计算机、多通道驱动集成控制装置、多个加速多应力控制装置、多个LED器件模组负载装置。利用本发明,实现了在多应力加速老化环境下同时进行加速老化并原位在线监控测试的功能。

Description

半导体发光器件或模组在线多功能测试系统及方法
技术领域
[0001] 本发明属于半导体发光二极管检测技术领域,涉及一种半导体发光器件或模组在线多功能测试系统及方法,尤其涉及一种对各种封装形式的半导体发光器件或模组在可控的多应力条件下加速老化并在线原位综合测试的系统及方法。
背景技术
[0002] 发光二极管(light Emitting Diode, LED)是一种以半导体芯片为发光材料的固体发光器件。利用半导体材料形成PN结,在外加电场的情况下,通过注入电子空穴复合发光,直接将电能转换成光能。它的发光颜色随着所使用的半导体成份的不同而变化。
[0003] 1907年,Henry Joseph Round成功制备了第一只发光二极管。随后,经过约半个世纪的发展,发光二极管的材料经历了 Sic、II1-V族化合物等,波长范围覆盖了红外、红、橙、黄、绿等波谱范围。90年代中期,随着GaN外延材料、P型掺杂、芯片结构设计等技术难题的不断突破,以氮化物LED为代表的蓝光、白光以及紫外发光二极管也得到了突飞猛进的发展。
[0004]目前,世界发达国家为了抢占LED研究的制高点,都非常重视LED测试方法及标准的研究。在LED测试和标准方面都投入了大量的人力物力。例如美国国家标准检测研究所(NIST)是一个世界著名的测试研究机构,目前他们组织国际知名测试专家开展LED测试的研究,重点研究LED发光特性、温度特性和光衰特性等测试方法,试图建立整套的LED测试方法和技术标准。国际照明委员会发表的CIE127-2007LED测试方法,把LED强度测试确定为平均强度的概念,并且规定了统一的测试结构和探测器大小,这样就为LED准确测试比对奠定了基础。但是随着技术的快速发展,许多新的LED技术特性CIE127-2007LED测试方法没有涉及。2008年,北美照明学会正式公布《IESNA LM80-2008测量LED光源光通量维持的方法》,对于LED光源的额定流明维持寿命做了定义,随后2011年,又发布了《IESNATM21-2011LED光源流明维持推算方法》。我国最近几年在半导体照明材料、芯片技术、封装产品检测和测试方法上也取得了突破性的进展,并相继制定了 9项半导体照明行业标准,已于2010年I月I日正式实施,这对半导体照明产业的发展具有积极的引导作用。其中发布的《SJ/T11399-2009:半导体发光二极管芯片测试方法》和《SJ/T11394-2009:半导体发光二极管测试方法》对LED的电、光、色度、辐射度、静电放电敏感性、热学等参数的测试方法做了相应的规定。
[0005] LED除了节能高效、无污染等特点外,另外一个最大的优点就是寿命长。一般正常情况下,LED不会发生突然性完全失效,但由于一些设计或者生产工艺不当,工作一段时间后,发光性能也可能发生退化,到了一定程度将会不能满足使用要求。因此在提高发光效率的同时,降低成本,提高可靠性,是半导体照明的产业化面临的重要问题之一。LED加速老化在线原位测试是检验LED性能的重要手段,相应的测试结果是评价和反映当前LED研发水平的依据。但是如上所述,目前LED在检测技术特别是可靠性和寿命方面的检测还不能适应LED照明发展的要求。[0006] 发光二极管的可靠性分析是一个全方位的性能测试,包含着半导体光,电,热等相当广泛的学科知识,其性能可以采用加速老化的方法来预测统计。约翰.A.爱德曼等人发明了“半导体器件的加速老化的检测系统和方法”,提供了一种检测片子上半导体器件的系统,在一段时间内给半导体器件通以预定电流量的脉冲,测量电流脉冲之前、之中和之后的电学或光学特性,其发明主要针对的是有SiC制成的单片半导体器件。
[0007] 为了能够在对发光二极管器件进行加速老化测试的同时,对其各物理性能进行原位在线监控测试,提高LED器件检测及研发效率,本申请人于2011年申请了一件中国专利申请,名称为一种对发光二极管进行光电热老化综合检测的系统及方法(申请号201110435006.8),用于对多颗发光二极管器件在加速老化的同时原位进行光、电、热综合测试。对于分析器件结构和器件制备过程中的薄弱环节奠定了良好的基础,但是随着半导体照明技术的发展,该系统及方法存在以下的局限性,不能满足可靠性分析需求:
[0008] I)该技术主要以恒定温度和电流的方式来确定器件的结温,使得器件在恒定结温条件下进行老化。虽然这样可以对发光二极管进行快速评价,寻找器件中的薄弱环节,并对其在特定结温下的寿命进行快速预测,但是如果想预测发光二极管在任意工作条件下的寿命,还需要至少选择其他类似的装置在不同的恒定结温下进行在线综合加速老化测试,投入大量的人力、物力和财力,在进行LED快速寿命预估方面还存在着一定的局限性。
[0009] 2)该技术主要考虑了温度及电流这两种加速老化模式,而对于LED而言,其使用环境还会受到湿度及紫外光辐照的影响,这些对于LED器件的失效模式会因电流及温度而有所差异,因此需要在加速应力环境当中进行统一考虑。
[0010] 3)目前随着应用的不断推广,半导体照明产品封装形式多样化,不仅仅包含单颗LED器件,还包含多芯片集成LED模块,仅仅考虑发光二极管器件不能满足需求。
[0011] 因此,迫切需要一套检测系统和方法,可针对不同种类的发光二极管器件或模组,实现在多应力加速老化环境下同时进行加速老化和原位在线监控测试的功能,不仅可以快速分析半导体器件或模组的薄弱环节,而且可以为全面评价半导体发光器件或模组物理特性,快速预测其寿命奠定基础。
发明内容
[0012](一)要解决的技术问题
[0013] 有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种半导体发光器件或模组在线多功能测试系统及方法,以实现在多应力加速老化环境下同时进行加速老化并原位在线监控测试的功能。
[0014] (二)技术方案
[0015] 为达到上述目的,本发明提供了一种半导体发光器件或模组在线多功能测试系统,包括:
[0016] 多个LED器件模组负载装置8,用于放置不同种类的半导体发光器件或模组;
[0017] 多个光特性探测及控制装置2,用于将接收自半导体发光器件或模组发出的光信号转换成电信号;
[0018] 光信号处理分析装置3,连接于多个光特性探测及控制装置2,用于分析处理光特性探测及控制装置2输出的电信号;[0019] 多个热特性探测装置4,每个热特性探测装置4均与一个LED器件模组负载装置8相连接,用于探测半导体发光器件或模组的热特性,该热特性包括热阻、结温及空间温度分布;
[0020] 多个加速多应力控制装置7,每个加速多应力控制装置7均与一个LED器件模组负载装置8相连接,用于给待测半导体发光器件或模组提供加速环境,该加速环境包括恒定基底温度、湿度以及光照;
[0021] 电特性发生及测试装置1,连接于多个LED器件模组负载装置8,用于提供点亮待测半导体发光器件所需的电信号,提供半导体发光器件或模组所需的电应力,以及实现测量单颗半导体发光器件或模组的电学特性;
[0022] 多通道驱动集成控制装置6,连接于电特性发生及测试装置I及LED器件模组负载装置8,用于对LED器件模组负载装置8负载的半导体发光器件或模组提供单个激励源,并在不同的LED器件模组负载装置8之间切换信号通道,以及使得不同的LED器件模组负载装置8分别处于不同电应力条件下进行加速老化,而相互之间不受影响;以及
[0023] 中央监控及处理计算机5,连接于电特性发生及测试装置1、光信号处理分析装置
3、多通道驱动集成控制装置6、以及加速多应力控制装置7,多个热特性探测装置4,利用软件综合控制数据传输、采集及分析。
[0024] 为达到上述目的,本发明还提供了一种半导体发光器件或模组在线多功能测试方法,包括:
[0025] 将待测的单颗或多颗半导体发光器件或模组放置于LED器件模组负载装置;
[0026] 将放置了待测半导体发光器件或模组的LED器件模组负载装置置于不同的加速多应力控制装置内,并调节基底参考温度到设定值;
[0027] 通过中央监控及处理计算机,对所有待测半导体发光器件或模组逐个进行电学及光学特性的测量;
[0028] 在低电平输入状态下测量所有半导体发光器件或模组对应的电压值;
[0029] 调节基底温度,重复在低电平输入状态下测量所有半导体发光器件或模组对应的电压值,记录下所有半导体发光器件或模组在不同基底温度下对应的电压值,从而得到每个半导体发光器件或模组温度与电压之间的对应关系;
[0030] 在高电平输入状态下持续一段时间,稳定后,迅速切换到低电平,通过中央监控及处理计算机监控电压的变化曲线,然后通过得到的温度与电压之间的对应关系,计算出半导体发光器件或模组在特定电输入状态下的结温和热阻;
[0031] 根据半导体发光器件或模组的物理性能,设定加速应力环境,包括电流、基底温度、环境湿度及光照,通过中央监控及处理计算机设定老化的周期,以及在等间隔对每一个半导体发光器件或模组的电学、光学特性进行测试;
[0032] 老化周期结束后,得到半导体发光器件或模组在不同应力条件下的光、色、电、热学的整体物理特性。
[0033](三)有益效果
[0034] 从上述技术方案可以看出,本发明具有以下有益效果:
[0035] 1、本发明提供的半导体发光器件或模组在线多功能测试系统及方法,将负载多颗半导体发光器件或模组的多个LED器件模组负载装置,置于不同的加速多应力控制装置内,通过电特性发生及测试装置不仅驱动半导体发光器件或模组发光,而且可以测量半导体发光器件或模组的电学特性;不同器件或模组信道的切换,采用多通道驱动集成控制装置来完成;半导体发光器件或模组发射出来的光信号利用光特性探测及控制装置来接收,转换成电信号,并传输到光信号处理分析装置进行分析;热特性探测装置用于探测器件的热学特性,包括热阻、结温及空间温度分布;所有的设备通过中央监控及处理计算机来控制数据的传输和分析。由此可针对不同种类的发光二极管器件或模组,实现在多应力加速老化环境下同时进行加速老化并原位在线监控测试的功能。该系统及方法不仅可以找到器件或模组的薄弱环节,而且可以为LED照明产品寿命的快速准确预测奠定扎实的实验理论基础。
[0036] 2、本发明提供的半导体发光器件或模组在线多功能测试系统及方法,可使LED器件或模组在不同的结温条件下加速老化,为快速预测LED寿命奠定基础;不仅考虑温度及电流这两种主要应力模式,也同时包括了湿度和紫外光照的影响;而且在负载装置也进行了完善,可以满足多样化LED产品的需求。这不仅对于分析器件及模组的结构和器件制备过程中的薄弱环节具有重要意义,而且为快速预测LED照明产品的寿命奠定了基础。
[0037] 3、本发明提供的半导体发光器件或模组在线多功能测试系统及方法,负载装置不仅可以放置LED器件,而且也可以负载功率型多芯片LED模组;不同的负载电路板可以放置在不同的应力环境下;通过该系统可以直接快速预测LED器件或模组在任意使用条件下的寿命。
附图说明
[0038] 为了说明本方法的具体内容,以下结合具体实例,附图详细说明,其中:
[0039] 图1是本发明提供的半导体发光器件或模组在线多功能测试系统的示意图;
[0040] 图2是本发明提供的半导体发光器件或模组在线多功能测试方法的流程图。
[0041] 图3是依照本发明实施例对两组不同LED器件进行加速老化测试得到的光强随时间变化的示意图。
[0042] 图4是依照本发明实施例对两组不同LED器件的电流电压(a)及通过监控电压变化对器件自热效应(b)等测量的结果示意图。
[0043] 图1中,电特性发生及测试装置1,光特性探测及控制装置2,光信号处理分析装置3,热特性探测装置4,中央监控及处理计算机5,多通道驱动集成控制装置6,加速多应力控制装置7,LED器件模组负载装置8。
具体实施方式
[0044] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
[0045] 本发明是在对多颗半导体发光器件或模组进行加速老化的过程中,在线原位检测半导体发光器件或模组的光、色、电、热等特性。本发明是将负载多颗半导体发光器件或模组的多个LED器件模组负载装置,置于不同的加速多应力控制装置内,通过电特性发生及测试装置不仅驱动半导体发光器件或模组发光,而且可以测量半导体发光器件或模组的电学特性;不同器件或模组信道的切换,采用多通道驱动集成控制装置来完成;半导体发光器件或模组发射出来的光信号利用光特性探测及控制装置来接收,转换成电信号,并传输到光信号处理分析装置进行分析;热特性探测装置用于探测器件的热学特性,包括热阻、结温及空间温度分布;所有的设备通过中央监控及处理计算机来控制数据的传输和分析。
[0046] 如图1所示,图1是本发明提供的半导体发光器件或模组在线多功能测试系统的示意图,该系统包括电特性发生及测试装置1,多个光特性探测及控制装置2,光信号处理分析装置3,多个热特性探测装置4,中央监控及处理计算机5,多通道驱动集成控制装置6,多个加速多应力控制装置7和多个LED器件模组负载装置8。
[0047] 其中,多个LED器件模组负载装置8用于放置不同种类的多颗半导体发光器件或模组。多个光特性探测及控制装置2用于将接收自半导体发光器件或模组发出的光信号转换成电信号。每个热特性探测装置4均与一个LED器件模组负载装置8相连接,用于探测半导体发光器件或模组的热特性,包括热阻、结温及空间温度分布等。每个加速多应力控制装置7均与一个LED器件模组负载装置8相连接或对应,用于给待测半导体发光器件或模组提供恒定基底温度、湿度以及光照等加速环境。电特性发生及测试装置I连接于多个LED器件模组负载装置8,用于提供点亮待测半导体发光器件所需的电信号,提供半导体发光器件或模组所需的电应力,以及实现测量单颗半导体发光器件或模组的电学特性。光信号处理分析装置3连接于多个光特性探测及控制装置2,用于分析处理光特性探测及控制装置2转换输出的电信号。多通道驱动集成控制装置6与电特性发生及测试装置I以及LED器件模组负载装置8相连接,用于对LED器件模组负载装置8负载的半导体发光器件或模组提供激励源,并在不同的LED器件模组负载装置8之间切换信号通道,以及使得不同的LED器件模组负载装置8分别处于不同应力条件下,进行加速老化,而不受相互之间的影响。中央监控及处理计算机5,连接于电特性发生及测试装置1、光信号处理分析装置3、多通道驱动集成控制装置6、以及加速多应力控制装置7,多个热特性探测装置4,利用软件综合控制数据传输、采集、分析等功能。
[0048] 待测半导体发光器件、模组是指不自带驱动,基于半导体pn结的发光LED器件及由多颗LED串并联组成的模组,其发射范围覆盖包括紫外、可见光及红外的整个波段。LED器件模组负载装置8具有多个负载电路板,该负载电路板用于放置不同种类的多颗半导体发光器件或模组,使不同种类的多颗半导体发光器件或模组在多应力加速老化环境下同时进行不同应力的加速老化,且相互之间不受影响。多应力加速老化环境包括电流、温度、湿度及光照等。LED器件模组负载装置8采用串联或并联电阻方式,能够对多颗待测发光二极管器件同时提供加速老化条件,而且如果其中某一个待测发光二极管器件失效,能够不需要手动操作,通过并联电阻使老化得以继续进行。电特性发生及测试装置I用于控制点亮待测半导体发光器件所需的电信号,提供半导体发光器件或模组所需的电应力,以及实现测量单颗半导体发光器件或模组的电学特性,该电学特性包括电流-电压特性扫描曲线。光特性探测及控制装置2包括光探测装置及光控制装置,其中光探测装置由光电二极管构成,用于将接收到的光信号转换成电信号;光控制装置是为光探测装置提供工作电压的控制电路。
[0049] 该系统对待测半导体发光器件或模组实现两种操作模式:一种是测试模式,即在预先设定的时间间隔,利用多通道驱动控制装置实现多信号通道的切换,实现对单颗LED光、电、热学性能进行逐个扫描测试;另外一种是老化模式,即对所有LED在特定的结温老化环境中进行老化。[0050] 基于图1所示的半导体发光器件或模组在线多功能测试系统的示意图,图2示出了半导体发光器件或模组在线多功能测试方法的流程图,该方法包括以下步骤:
[0051] 步骤1:检查对半导体发光器件或模组进行光电热老化综合检测的系统各组成部分连线是否正常。
[0052] 步骤2:将待测的单颗或多颗半导体发光器件或模组放置于LED器件模组负载装置;本步骤是根据半导体发光器件或模组的特点,采用直插式或者贴装式方式将待测的单颗或多颗半导体发光器件或模组放置于LED器件模组负载装置。
[0053] 步骤3:将放置了待测半导体发光器件或模组的LED器件模组负载装置置于不同的加速多应力控制装置内,并调节基底参考温度到设定值。
[0054] 步骤4:通过中央监控及处理计算机,对所有待测半导体发光器件或模组逐个进行电学及光学特性的测量。
[0055] 步骤5:在低电平输入状态下测量所有半导体发光器件或模组对应的电压值。
[0056] 步骤6:调节基底温度,重复在低电平输入状态下测量所有半导体发光器件或模组对应的电压值,记录下所有半导体发光器件或模组在不同基底温度下对应的电压值,从而得到每个半导体发光器件或模组温度与电压之间的对应关系。
[0057] 步骤7:在高电平输入状态下持续一段时间,稳定后,迅速切换到低电平,通过中央监控及处理计算机监控电压的变化曲线,然后通过得到的温度与电压之间的对应关系,计算出半导体发光器件或模组在特定电输入状态下的结温和热阻等热学特性参数。
[0058] 步骤8:根据半导体发光器件或模组的物理性能,设定加速应力环境,包括电流、基底温度及环境湿度、光照等条件,通过中央监控及处理计算机设定老化的周期,以及在等间隔对每一个半导体发光器件或模组的电学、光学等特性进行测试。
[0059] 步骤9:老化周期结束后,得到该待测半导体发光器件或模组在不同应力条件下的光、色、电、热学的整体物理特性。
[0060] 步骤10:对比半导体发光器件或模组加速老化前、老化期间以及老化后的光、色、电、热学的整体物理特性,分析该整体物理特性,并利用计算机软件绘出该待测半导体发光器件或模组在不同应力条件下光强随着老化时间的变化曲线。
[0061] 步骤11:利用阿伦纽斯方程,预算该待测半导体发光器件或模组的寿命。
[0062] 步骤12:得到该待测半导体发光器件或模组的整体物理特性综合报告并输出。
[0063] 实施例
[0064] 本实施例是测量两种不同功率型LED器件的光电热特性及寿命预测。
[0065] I)将不同种类的功率型LED器件(每种20颗)共40颗放置于两个不同的负载板上,每个负载板负载20颗LED器件。
[0066] 2)在基底温度25 °C,电流350mA条件下,对所有LED器件进行光、电、热特性测试,数据记录如下表所示:
[0067] 第一块负载板测试数据,如下表I所示:
Figure CN103364032AD00111
[0069]表 I
[0070] 第二块负载板测试数据,如下表2所示:
Figure CN103364032AD00112
[0072]表 2
[0073] 2)通过中央处理计算机控制,进入老化模式,对所有LED器件进行加速老化,加速条件可分别设定为40°C和90°C,电流350mA,湿度50%。设定老化和测试间隔时间50小时,总测试老化时间为500小时,这样就可以得到所有LED器件在500小时内随着时间变化的光、电、热特性数据。其中光强随时间的变化如图3所示:
[0074] 3)也可以任意设定间隔,根据需要,测量每个器件的电流电压特性以及器件的自热效应,如图4所示。图4为依照本发明实施例对两组不同LED器件的电流电压(a)及通过监控电压变化对器件自热效应(b)等测试结果的示意图。
[0075] 4)根据阿伦纽斯模型,光衰减到初始70%时器件的寿命可用公式(I)表示:
Figure CN103364032AD00121
[0077] 其中,L为器件的寿命,a为衰减系数,B为常数;
Figure CN103364032AD00122
[0079] 其中,L50c为器件在50°C基底温度下的寿命,T50c是基底温度为50°C对应的绝对温度;k为直线的斜率,与激活能相关,b为直线的截距,具体可由式(3)、(4)计算得出:
[0080]
Figure CN103364032AD00123
[0082] 其中L9cc和L4cc分别为器件在90°C和40°C基底温度下的寿命,T4oc和T9cc分别是基底温度为40°C和90°C对应的绝对温度;
[0083] 根据公式(2),可以得到LED器件I类和器件2类在50°C基底温度下,350mA的寿命分别为:20300小时和24585小时。
[0084] 从上述技术方案可以看出,针对背景技术中现有技术存在的局限I),本发明提供的多通道驱动集成控制装置6,不仅可以对一个电路板负载的发光器件、模组提供激励源,而且可以在不同的电路板之间切换信号通道。而且可以使得不同的多负载电路板可以分别同时处于不同应力条件下,进行加速老化,而不受相互之间的影响,在同一时间内,得到在不同应力条件下的寿命,提高了寿命预测效率。
[0085] 针对背景技术中现有技术存在的局限2),本发明提供的加速多应力控制装置7,可以给待测发光器件、模组提供除了恒定基底温度以外,还可以提供湿度以及光照等加速环境。
[0086] 针对背景技术中现有技术存在的局限3),本发明提供的LED器件模组负载装置8,用于放置不同种类的多颗半导体发光器件或模组不同负载电路板。其中该半导体发光器件、模组是指不自带驱动、基于Pn结的半导体发光器件及其阵列和模组,其发射范围覆盖包括紫外、可见光区域的整个波段,其封装形式可以是直插式或贴片式单颗器件,也可以是多芯片模组形式。
[0087] 以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种半导体发光器件或模组在线多功能测试系统,其特征在于,包括: 多个LED器件模组负载装置(8),用于放置不同种类的半导体发光器件或模组; 多个光特性探测及控制装置(2),用于将接收自半导体发光器件或模组发出的光信号转换成电信号; 光信号处理分析装置(3),连接于多个光特性探测及控制装置(2),用于分析处理光特性探测及控制装置(2)输出的电信号; 多个热特性探测装置(4),每个热特性探测装置(4)均与一个LED器件模组负载装置(8)相连接,用于探测半导体发光器件或模组的热特性,该热特性包括热阻、结温及空间温度分布; 多个加速多应力控制装置(7),每个加速多应力控制装置(7)均与一个LED器件模组负载装置(8)相连接或对应,用于给待测半导体发光器件或模组提供加速环境,该加速环境包括恒定基底温度、湿度以及光照; 电特性发生及测试装置(I),连接于多个LED器件模组负载装置(8),用于提供点亮待测半导体发光器件所需的电信号,提供半导体发光器件或模组所需的电应力,以及实现测量单颗半导体发光器件或模组的电学特性; 多通道驱动集成控制装置¢),连接于电特性发生及测试装置(I)及LED器件模组负载装置(8),用于对LED器件模组负载装置(8)负载的半导体发光器件或模组提供单个激励源,并在不同的LED器件模组负载装置(8)之间切换信号通道,以及使得不同的LED器件模组负载装置(8)分别处于不 同电应力条件下进行加速老化,而相互之间不受影响;以及 中央监控及处理计算机(5),连接于电特性发生及测试装置(I)、光信号处理分析装置(3)、多通道驱动集成控制装置¢)、以及加速多应力控制装置(7),多个热特性探测装置(4),利用软件综合控制数据传输、采集及分析。
2.根据权利要求1所述的半导体发光器件或模组在线多功能测试系统,其特征在于,所述半导体发光器件或模组是指不自带驱动的基于一个半导体Pn结的发光LED器件及由多颗LED串并联组成的模组,其发射范围可覆盖包括紫外、可见光及红外的整个波段。
3.根据权利要求1所述的半导体发光器件或模组在线多功能测试系统,其特征在于,所述LED器件模组负载装置(8)具有多个负载电路板,该负载电路板用于放置不同种类的多颗半导体发光器件或模组,使不同种类的多颗半导体发光器件或模组在多应力加速老化环境下同时进行不同应力的加速老化,且相互之间不受影响。
4.根据权利要求3所述的半导体发光器件或模组在线多功能测试系统,其特征在于,所述多应力加速老化环境包括电流、温度、湿度及光照。
5.根据权利要求1所述的半导体发光器件或模组在线多功能测试系统,其特征在于,所述LED器件模组负载装置(8)采用串联或并联电阻方式,能够对多颗待测发光二极管器件、模组同时提供加速老化条件,而且如果其中某一个待测发光二极管器件失效,能够不需要手动操作,通过并联电阻使老化得以继续进行。
6.根据权利要求1所述的半导体发光器件或模组在线多功能测试系统,其特征在于,所述电特性发生及测试装置(I)用于控制点亮半导体发光器件或模组所需的电信号,提供半导体发光器件或模组的加速老化电应力,并实现单颗半导体发光器件或模组的电学特性的测试,该电学特性包括电流-电压特性扫描。
7.根据权利要求1所述的半导体发光器件或模组在线多功能测试系统,其特征在于,所述光特性探测及控制装置(2)包括光探测装置及光控制装置,其中光探测装置由光电二极管构成,用于将接收到的光信号转换成电信号;光控制装置是为光探测装置提供工作电压的控制电路。
8.根据权利要求1所述的半导体发光器件或模组在线多功能测试系统,其特征在于,该系统对待测半导体发光器件或模组实现两种操作模式:一种是测试模式,即在预先设定的时间间隔,利用多通道驱动控制装置实现多信号通道的切换,实现对单颗LED光、电、热学性能进行逐个扫描测试;另外一种是老化模式,即对所有LED在特定的结温老化环境中进行老化。
9.一种半导体发光器件或模组在线多功能测试方法,其特征在于,包括: 将待测的单颗或多颗半导体发光器件或模组放置于LED器件模组负载装置; 将放置了待测半导体发光器件或模组的LED器件模组负载装置置于不同的加速多应力控制装置内,并调节基底参考温度到设定值; 通过中央监控及处理计算机,对所有待测半导体发光器件或模组逐个进行电学及光学特性的测量; 在低电平输入状态下测量所有半导体发光器件或模组对应的电压值; 调节基底温度,重复在低电平输入状态下测量所有半导体发光器件或模组对应的电压值,记录下所有半导体发光器件或模组在不同基底温度下对应的电压值,从而得到每个半导体发光器件或模组温度与电压之间的对应关系; 在高电平输入状态下持续一段时间,稳定后,迅速切换到低电平,通过中央监控及处理计算机监控电压的变化曲线,然后通过得到的温度与电压之间的对应关系,计算出半导体发光器件或模组在特定电输入状态下的结温和热阻; 根据半导体发光器件或模组的物理性能,设定加速应力环境,包括电流、基底温度、环境湿度及光照,通过中央监控及处理计算机设定老化的周期,以及在等间隔对每一个半导体发光器件或模组的电学、光学特性进行测试; 老化周期结束后,得到半导体发光器件或模组在不同应用条件下的光、色、电、热学的整体物理特性。
10.根据权利要求9所述的半导体发光器件或模组在线多功能测试方法,其特征在于,所述将待测的单颗或多颗半导体发光器件或模组放置于LED器件模组负载装置,是根据半导体发光器件或模组的特点,采用直插式或者贴装式方式将待测的单颗或多颗半导体发光器件或模组放置于LED器件模组负载装置。
11.根据权利要求9所述的半导体发光器件或模组在线多功能测试方法,其特征在于,所述将待测的单颗或多颗半导体发光器件或模组放置于LED器件模组负载装置之前,还包括: 检查对半导体发光器件或模组进行光电热老化综合检测的系统各组成部分连线是否正常。
12.根据权利要求9所述的半导体发光器件或模组在线多功能测试方法,其特征在于,所述得到半导体发光器件或模组在不同应力条件下光、色、电、热学的整体物理特性之后,还包括:对比该待测半导体发光器件或模组加速老化前、老化期间以及老化后的光、色、电、热学的整体物理特性,分析该整体物理特性; 利用计算机软件绘出该待测半导体发光器件或模组在不同应力条件下光强随着老化时间的变化曲线; 利用阿伦纽斯方程,预算该待测半导体发光器件或模组的寿命;以及 得到该待测半导体发光器`件或模组的整体物理特性综合报告并输出。
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