CN107271927A - Led温度加速老化条件中的在线测试方法 - Google Patents

Led温度加速老化条件中的在线测试方法 Download PDF

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客洪亮
荆雷
王尧
王潇洵
高群
孙强
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/44Testing lamps

Abstract

本发明涉及一种LED温度加速老化条件中的在线测试方法及计算机可读存储介质,所述在线测试方法包括以下步骤:测量LED在温度加速老化条件中的第一结温;LED在预设温度下加载不同的热沉,并测量加载不同的热沉所对应的结温;逐一判断不同的热沉所对应的结温是否等于第一结温;当其中一个热沉所对应的结温等于第一结温时,对LED在预设温度下加载对应的热沉以进行LED的光通量衰减测试。

Description

LED温度加速老化条件中的在线测试方法
技术领域
[0001]本发明涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种LED温度加速老化条件中的在线 测试方法。
背景技术
[0002] led (light emitting diode)具有体积小、寿命长、亮度高、节能高效等诸多优点, 被认为是取代白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯的第四代照明光源。己被广泛应用于信号指 示、LCD背光、显示、通用照明等领域。
[0003] LED相比于传统光源寿命长达几万小时,目前多数采用温度、湿度、电流等应力进 行加速老化实验评估其可靠性及寿命。在LED老化过程中光参数的测量分为在线与非在线 两种,并主要依据LED光通量的衰减、色品坐标的漂移评估其可靠性及寿命。
[0004]在线测试是在LED老化的状态下进行光参数的测量。在LED温度加速老化实验中样 品处于高温环境中,在线测试其难点在于在维持老化条件的同时对LED光通量的测量。非在 线测试是在LK)老化过程中,每间隔一段时间将样品脱离老化条件并在正常使用条件下进 行光参数的测量,测试完成后继续对样品进行老化试验。非在线测试是一种非连续测试,每 次测试耗时长并存在测试重复性的问题,但是相比于在线测试方法简单易行,因而在多数 研宄中被应用。
[0005]然而根据LH)温度加速老化试验中最为常用的阿伦纽斯模型,所测量Lm)光通量的 衰减应该实在对应LED老化状态下的结温(PN结的温度)的输出变化。显然在线测试是在LED 老化时的结温下进行光参数的测试,而非在线测试是在其他结温下进行光参数的测试。因 此现有非在线测试方法的无法满足目前高精度LK)的需求,但是现有在线测试方法又较难 以实施。
发明内容
[0006]本发明旨在解决现有技术中非在线测试方法的无法满足目前高精度LED的需求, 而现有在线测试又较难以实施的技术问题,提供一种能满足高精度LED的需求又便于实施 的LH)温度加速老化条件中的在线测试方法。
[0007] 本发明提供一种LED温度加速老化条件中的在线测试方法,所述在线测试方法包 括以下步骤:
[0008] 测量LHD在温度加速老化条件中的第一结温;
[0009] LED在预设温度下加载不同的热沉,并测量加载不同的热沉所对应的结温;
[0010] 逐一判断不同的热沉所对应的结温是否等于第一结温;
[0011] 当其中一个热沉所对应的结温等于第一结温时,对LED在预设温度下加载对应的 热沉以进行LED的光通量衰减测试。
[0012]本发明还提供一种LED温度加速老化条件中的在线测试方法,所述在线测试方法 包括以下步骤:
[0013] 获取LED在温度加速老化条件中的结电压;
[00M]根据所述结电压和预设的结电压和结温映射表,得到LED在温度加速老化条件中 的第一结温。
[0015]获取LED在预设温度下加载不同的热沉所对应的结温;
[0016]逐一判断不同的热沉所对应的结温是否等于第一结温;
[0017]当其中一个热沉所对应的结温等于第一结温时,对led在预设温度下加载对应的 热沉以进行LED的光通量衰减测试。
[0018]本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理 器执行时实现上述方法的步骤。
[0019]本发明的技术方案与现有技术相比,有益效果在于:通过改变LED所加载的热沉, 可以使得LED在室温下的结温与在老化状态下的结温一致,从而重现温度加速老化条件,因 此可以在温度加速老化条件进行LH)的光通量衰减测试。
附图说明
[0020]图1为本发明LED温度加速老化条件中的在线测试方法一种实施例的流程图。
[0021]图2为本发明LED温度加速老化条件中的在线测试方法另一种实施例的流程图。 [0022]图3为本发明LED老化前结温与结电压的关系映射表一种实施例的示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
[0024]本发明通过在室温下进行LED光衰测试时改变LED所加载的热沉,使得LED在老化 状态下的结温与测试过程中的结温保持一致,从而实现在LED老化结温下测量LED样品的光 衰。
[0025]本发明主要基于在电流恒定时,LED结温主要受外界环境温度与所加载的热沉影 响。也就是将LED样品脱离老化条件在室温下进行光参数测试时,虽然环境温度降低,但是 通过改变LED样品所加载的热沉,可以使得LED样品在室温下的结温与在老化状态下的结温 一致,从而重现温度加速老化条件,因此可以在温度加速老化条件进行LED的光通量衰减测 试即实现在线测试。
[0026]本发明提供一种实施例的LED温度加速老化条件中的在线测试方法,如图1所示, 所述在线测试方法包括以下步骤:
[0027] 步骤S11,测量LED在温度加速老化条件中的第一结温;
[0028] 步骤S12,LED在预设温度下加载不同的热沉,并测量加载不同的热沉所对应的结 温;
[0029] 步骤S13,逐一判断不同的热沉所对应的结温是否等于第一结温;
[0030]步骤S14,当其中一个热沉所对应的结温等于第一结温时,对LED在预设温度下加 载对应的热沉以进行LED的光通量衰减测试。
[0031] 从上述步骤,通过改变LED所加载的热沉,可以使得LK)在室温下的结温与在老化 状态下的结温一致,从而重现温度加速老化条件,因此可以在温度加速老化条件进彳丁LED的 光通量衰减测试。
[0032] 在具体实施中,步骤SI 1,具体包括以下步骤:
[0033] 测量LK)在温度加速老化条件中的结电压;
[0034]根据所述结电压和预设的结电压和结温映射表,得到LED在温度加速老化条件中 的第一结温。
[0035]具体的,通过电学法测量LED结温,主要依据在恒流的前提下,LED的结电压V (V)与 结温Tj CC)的变化为线性关系,可以写为 [0036] V=KXTj+B
[0037]其中,K(V/°C)为结电压随结温的变化率,B为常数。通过建立LED结温与结电压的 关系映射表V -T j,然后测量其正常工作时的结电压值,根据LE D结温与结电压的关系映射表 V-Tj计算对应的结温值。
[0038]在步骤SI 1中,首先将未点亮的LED固定在30°C的恒温箱内30分钟,从而使得LED的 结温与环境温度一致。然后利用脉冲电源对LED加载频率为1KHZ、占空比50%、LED额定电流 的连续脉冲(对应脉宽0 • 5ms)。在3〇°C至130°C范围内每间隔20°C改变环境温度,并重复上 述步骤,从而获得LED在不同结温下对应的结电压值,以此建立LED结温与结电压的关系映 射表V-Tj。最终测量LED在温度加速老化条件中稳定工作时的结电压VI值,根据LED结温与 结电压的关系映射表V-Tj计算此时结温Tjl,即第一结温Tjl。
[0039]在具体实施中,不同的热沉具体包括陶瓷、铝热和空气,而预设温度为:25°C,也就 是室温。具体的,在室温条件下,将LED加载不同热沉并以额定电流点亮30分钟后,测量结电 压V2值,根据LED结温与结电压的关系映射表V-Tj计算此时结温Tj2。当第一结温Tjl与此时 结温Tj2—致时,选择此时LED所加载的热沉作为在温度加速老化条件中,室温测试所加载 的热沉,使得LED当前测试过程中的结温与温度加速老化过程中的结温保持一致,从而实现 在LED老化结温下测量LED样品的光衰,即实现LH)的在线测试。
[0040]在具体实施中,Lm)温度加速老化过程中的温度为80°C,同时为了防止结温过高, 在LED温度加速老化过程中LED所加载的热沉为陶瓷。
[0041]第一步:测量LED在加速老化温度下的结温Tjl,具体的,首先将未点亮的样品固定 在3(TC的恒温箱内30分钟,从而使得样品的结温与环境温度一致。然后利用脉冲电源对样 品加载频率为1KHZ、占空比50 %、额定电流135mA的连续脉冲(对应脉宽0 • 5ms),所采用的脉 冲电源为Agilent B2962A,可同时实时采集LH)两端的电压响应。记录样品第一个脉冲响应 的电压信号,由于电压响应存在较明显的上升沿,选择0.5ms脉冲的后0.2ms稳定时段的电 压值作为参考。在3CTC至130 °C范围内每间隔20°C改变环境温度,并重复上述步骤,从而获 得LED在不同结温下对应的结电压值。图3为LED老化前结温与结电压的线性拟合结果。建立 LED结温与结电压的关系映射表V-Tj后,测量LED在温度加速老化条件下稳定工作时的结电 压值为28 • 2428V,对应的结温值为118.5。(:。
[0042]第二步:测量LED在室温下加载不同热沉时的结温Tj2,具体的,选择对LED分别加 载陶瓷、铝热、空气三种热沉。在25°C下,LED加载3种不同热沉时,一一对应测量其稳定工作 时的结电压,根据LED结温与结电压的关系映射表V-Tj,得到对应陶瓷热沉的LED结温为 72 • 5°C,对应铝热沉的LED结温为59.6°C,对应空气热沉的LED结温为空气119.8°C。显然以 空气作为热沉时的结温最高为119.8。(:,且几乎等于Lm)在加速老化温度下的结温Tjl。
[0043]第三步,对LED在预设温度下加载对应的热沉,具体的,由于加载空气热沉时,所测 量的LED结温与老化时的LED结温一致,因此在室温下对LED加载空气热沉时,对此时的LED 进行光通量的衰减测量,即为在线测试过程。
[0044]本发明还提供一种实施例的LED温度加速老化条件中的在线测试方法,如图2所 示,所述在线测试方法包括以下步骤:
[0045] 步骤S21,获取LH)在温度加速老化条件中的结电压;
[0046]步骤S22,根据所述结电压和预设的结电压和结温映射表,得到LED在温度加速老 化条件中的第一结温;
[0047] 步骤S23,获取LED在预设温度下加载不同的热沉所对应的结温;
[0048]步骤S24,逐一判断不同的热沉所对应的结温是否等于第一结温;
[0049]步骤S25,当其中一个热沉所对应的结温等于第一结温时,对LED在预设温度下加 载对应的热沉以进行LED的光通量衰减测试。
[0050] 从上述步骤,通过改变LED所加载的热沉,可以使得LED在室温下的结温与在老化 状态下的结温一致,从而重现温度加速老化条件,因此可以在温度加速老化条件进行LED的 光通量衰减测试。
[0051] 具体的,通过电学法测量LED结温,主要依据在恒流的前提下,LED的结电压V (V)与 结温Tj CC)的变化为线性关系,可以写为 [0052] V=KXTj+B
[0053] 其中,K(V/°C)为结电压随结温的变化率,B为常数。通过建立LED结温与结电压的 关系映射表V-Tj,然后测量其正常工作时的结电压值,根据LED结温与结电压的关系映射表 V-Tj计算对应的结温值。
[0054] 在步骤S21和步骤S22中,首先将未点亮的LED固定在3(TC的恒温箱内30分钟,从而 使得LED的结温与环境温度一致。然后利用脉冲电源对LED加载频率为1 KHZ、占空比50 %、 LED额定电流的连续脉冲(对应脉宽0.5ms)。在30°C至130°C范围内每间隔20°C改变环境温 度,并重复上述步骤,从而获得LED在不同结温下对应的结电压值,以此建立LED结温与结电 压的关系映射表V_T j。最终测量LED在温度加速老化条件中稳定工作时的结电压V1值,根据 LED结温与结电压的关系映射表V-Tj计算此时结温Tjl,即第一结温Tjl。
[0055] 在具体实施中,不同的热沉具体包括陶瓷、铝热和空气,而预设温度为:25°C,也就 是室温。具体的,在室温条件下,将LED加载不同热沉并以额定电流点亮30分钟后,测量结电 压V2值,根据LED结温与结电压的关系映射表V-Tj计算此时结温Tj2。当第一结温Tjl与此时 结温Tj2—致时,选择此时LED所加载的热沉作为在温度加速老化条件中,室温测试所加载 的热沉,使得LED当前测试过程中的结温与温度加速老化过程中的结温保持一致,从而实现 在LED老化结温下测量LED样品的光衰,即实现LED的在线测试。
[0056] 在具体实施中,LED温度加速老化过程中的温度为80°C,同时为了防止结温过高, 在LED温度加速老化过程中LED所加载的热沉为陶瓷。
[°057]第一步:测量LED在加速老化温度下的结温Tjl,具体的,首先将未点亮的样品固定 在3〇°C的恒温箱内30分钟,从而使得样品的结温与环境温度一致。然后利用脉冲电源对样 品加载频率为1KHZ、占空比50 %、额定电流135mA的连续脉冲(对应脉宽0 • 5ms),所采用的脉 冲电源为Agilent B2962A,可同时实时采集LED两端的电压响应。记录样品第一个脉冲响应 的电压信号,由于电压响应存在较明显的上升沿,选择0.5ms脉冲的后0.2ms稳定时段的电 压值作为参考。在3〇-C至130°C范围内每间隔2(TC改变环境温度,并重复上述步骤,从而获 得LED在不同结温下对应的结电压值。图3为LED老化前结温与结电压的线性拟合结果。建立 LED结温与结电压的关系映射表V-Tj后,测量LED在温度加速老化条件下稳定工作时的结电 压值为28.2428V,对应的结温值为118.5X:。
[0058]第二步:测量LED在室温下加载不同热沉时的结温Tj2,具体的,选择对LED分别加 载陶瓷、铝热、空气三种热沉。在25°C下,LED加载3种不同热沉时,一一对应测量其稳定工作 时的结电压,根据LED结温与结电压的关系映射表V-T j,得到对应陶瓷热沉的LED结温为 72.5°C,对应铝热沉的LED结温为59.6°C,对应空气热沉的LED结温为空气119.8°C。显然以 空气作为热沉时的结温最高为119.8。(:,且几乎等于LED在加速老化温度下的结温Tjl。
[OO59]第三步,对LED在预设温度下加载对应的热沉,具体的,由于加载空气热沉时,所测 量的LED结温与老化时的LED结温一致,因此在室温下对LED加载空气热沉时,对此时的LED 进行光通量的衰减测量,即为在线测试过程。
[0060]本发明还提供一种实施例的计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程 序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0061]本发明的计算机可读存储介质,通过改变LED所加载的热沉,可以使得Lm)在室温 下的结温与在老化状态下的结温一致,从而重现温度加速老化条件,因此可以在温度加速 老化条件进行LED的光通量衰减测试。
[0062]上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例,在不脱离本 发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保 护的本发明范围内。

Claims (8)

1. 一种LED温度加速老化条件中的在线测试方法,其特征在于:所述在线测试方法包括 以下步骤: 测量LED在温度加速老化条件中的第一结温; LED在预设温度下加载不同的热沉,并测量加载不同的热沉所对应的结温; 逐一判断不同的热沉所对应的结温是否等于第一结温; 当其中一个热沉所对应的结温等于第一结温时,对LED在预设温度下加载对应的热沉 以进行LED的光通量衰减测试。
2.如权利要求1所述的在线测试方法,其特征在于:所述测量LED在温度加速老化条件 中的第一结温的步骤,包括以下步骤: 测量LED在温度加速老化条件中的结电压; 根据所述结电压和预设的结电压和结温映射表,得到LED在温度加速老化条件中的第 一结温。
3.如权利要求1所述的在线测试方法,其特征在于:不同的热沉具体包括陶瓷、铝热和 空气。
4.如权利要求1所述的在线测试方法,其特征在于:预设温度为:25 °C。
5.—种LED温度加速老化条件中的在线测试方法,其特征在于:所述在线测试方法包括 以下步骤: 获取LED在温度加速老化条件中的结电压; 根据所述结电压和预设的结电压和结温映射表,得到LED在温度加速老化条件中的第 一结温。 获取LED在预设温度下加载不同的热沉所对应的结温; 逐一判断不同的热沉所对应的结温是否等于第一结温; 当其中一个热沉所对应的结温等于第一结温时,对LED在预设温度下加载对应的热沉 以进行LED的光通量衰减测试。
6.如权利要求5所述的在线测试方法,其特征在于:不同的热沉具体包括陶瓷、铝热和 空气。
7.如权利要求5所述的在线测试方法,其特征在于:预设温度为:25 °C。
8.—种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如 权利要求5-7任意一项所述方法的步骤。
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