KR20120130568A - Real time aging test equipment for LED device - Google Patents

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KR20120130568A
KR20120130568A KR1020110048594A KR20110048594A KR20120130568A KR 20120130568 A KR20120130568 A KR 20120130568A KR 1020110048594 A KR1020110048594 A KR 1020110048594A KR 20110048594 A KR20110048594 A KR 20110048594A KR 20120130568 A KR20120130568 A KR 20120130568A
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Abstract

PURPOSE: A real time aging test apparatus for an LED device is provided to test the electric characteristics and the optical characteristics of the LED device according to aging. CONSTITUTION: A real time aging test apparatus for LED device comprises a chamber(110), a jig plate(120), an optical measuring part(140), a thermal insulating part and a water jacket. A chamber controls the operating temperature of the LED device. A jig plate is formed in the chamber to emit the heat generated in the LED. The light measuring part measures the light emitted from the LED device. The thermal insulating surrounds the outside of the light measuring part. The water jacket is installed inside the thermal insulating part and cools the photodiode.

Description

엘이디 실시간 수명평가 장치{Real time aging test equipment for LED device}LED real time aging test equipment {Real time aging test equipment for LED device}

본 발명은 엘이디 실시간 수명평가 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가혹 조건에서 엘이디를 작동시킴으로써 에이징의 진행에 따른 엘이디 소자의 전기적 특성 및 광학적 특성 변화를 관찰할 수 있는 엘이디 실시간 수명평가 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LED real-time life evaluation device, and more particularly, to an LED real-time life evaluation device that can observe the changes in the electrical and optical characteristics of the LED device according to the progress of the aging by operating the LED under severe conditions .

엘이디(Light emitting Diode, LED)는 내부발광층의 결함 및 여러 요인의 비발광에 의해 전기-광 변환효율이 좋지 않아 입력된 전력의 많은 부분이 열로서 외부로 방출된다. 이렇게 발생되는 열은 엘이디의 수명을 단축시키는 매우 중요한 인자가 되며, 그에 따라 엘이디의 수명평가에 있어서 열과 수명의 인과관계를 도출하는 연구가 핵심이 되고 있다. 엘이디의 수명을 측정하는 방법은 엘이디가 실제 사용되고 있는 동일한 환경 아래에서 발광시켜서 실제 수명이 다할 때까지 그 측정시간을 측정하면 가장 정확하겠지만, 그 시간이 몇 만 시간인 경우에는 현실적으로 측정하는 것이 거의 불가능하다.Light emitting diodes (LEDs) are poor in electro-light conversion efficiency due to defects in the internal light emitting layer and non-emissions of various factors, so that a large part of the input power is emitted to the outside as heat. The heat generated in this way becomes a very important factor to shorten the life of the LED, and thus, the study of deriving the causal relationship between heat and life in the evaluation of the life of the LED is the key. The method of measuring the life of an LED is most accurate when the LED is emitted under the same environment in which it is actually used, and the measurement time is measured until the end of the actual life, but when the time is tens of thousands of times, it is almost impossible to measure it realistically. Do.

대부분의 엘이디 관련회사는 장비의 한계, 기술적 노하우의 부재, 신뢰성에 대한 인식 부족, 빠른 납기 등으로 보증 수명에 대한 데이터의 확보에 어려움을 겪고 있으며, 이러한 데이터의 확보 없이 시장에 유통되고 있는 엘이디 제품은 향후 불점등, 휘도 감소와 같은 신뢰성 문제를 일으킬 것으로 예상되어 엘이디 산업이 성숙하는데 장애가 될 것으로 판단된다. 또한 엘이디 제품의 출력이 높아짐에 따라 신뢰성 평가 및 고장분석 기술이 더욱 크게 요구되고 있으며, 이 신뢰성 기술을 구현해줄 고도의 기능을 갖는 실용적 수준의 신뢰성 장비의 개발이 시급한 실정이나 현재 이런 장치는 개발되어 있지 않은 상황이다. 현재 시판되고 있는 수명평가 장치는 엘이디의 실제 사용 환경의 구현이 제한적일 뿐 아니라, 특성평가의 일부 항목만 실시간 모니터링되어 정확한 가속수명시험이 이루어지지 않고 있다. 따라서 엘이디의 1차적 고장 인자인 온도, 빛, 전류에 의한 복합적인 영향이 정확히 검증되어 그에 따른 시험 환경(전류인가 조건, 방열 조건, 대류 조건 등)이 구현되며 전기적, 광학적, 열적 특성이 실시간으로 모니터링되는 기술과 그 구현 장비의 개발이 절실히 요구되고 있다. 엘이디의 신뢰성과 수명을 평가하는데는 전류, 전압 특성을 계측하는 전기적 특성 평가와, 광 출력, 스펙트럼 및 색 좌표 등을 평가하는 광 특성 평가, 그리고 엘이디의 열적 특성을 평가할 수 있는 정션온도의 계측을 포함하는데, 일반적으로 이러한 항목의 전부 또는 일부를 평가하여 엘이디 소자의 신뢰성과 수명을 예측할 수 있다. Most LED-related companies have difficulty securing data on warranty life due to equipment limitations, lack of technical know-how, lack of awareness of reliability, and fast delivery, and LED products that are distributed to the market without such data. Is expected to cause reliability problems such as unstable lighting and reduced brightness, which will impede the maturation of the LED industry. In addition, as the output of LED products increases, reliability evaluation and failure analysis techniques are required more and more, and it is urgent to develop a practical level of reliability equipment with a high level of function to realize this reliability technique. There is no situation. The life evaluation device currently on the market is not only limited in the actual use environment of the LED, but also a part of the characteristic evaluation is monitored in real time, and thus the accurate accelerated life test is not performed. Therefore, the complex effects of LED's primary failure factors such as temperature, light, and current are accurately verified, and the test environment (current application condition, heat dissipation condition, convection condition, etc.) is realized accordingly, and electrical, optical, and thermal characteristics are real-time. There is an urgent need for the development of monitored technologies and their implementation equipment. The reliability and lifespan of LEDs can be assessed by electrical characteristics measurement of current and voltage characteristics, optical characteristics evaluation of light output, spectrum, and color coordinates, and junction temperature measurement to evaluate LED thermal characteristics. In general, all or part of these items can be evaluated to predict the reliability and lifetime of the LED device.

현재 사용되고 있는 엘이디 수명을 측정하는 방법은 정상상태에서의 엘이디 구동조건보다 가혹한 조건을 부가하여 엘이디가 빨리 열화되게 함으로써 그 열화된 데이터와 가혹조건의 상관관계를 이용하고 있다. 하지만 기존 반도체에서 사용되는 여러 가지 수명평가 방법들을 그대로 엘이디에 적용하기에는 무리가 따른다. 근본적으로 엘이디는 일반적인 반도체와 달리 전기를 인가하면 광을 방출하는 소자이며, 전기적인 특성뿐 아니라 그 광의 세기와 정션온도를 측정하여 수명이 평가되어야 하므로 일반적인 반도체의 수명예측 방법 및 장치와는 다른 또는 추가적인 기술이 필요하게 된다. 즉 전기를 인가하면서 그에 따른 전기적 특성은 물론 광의 세기를 측정해야 하며, 정션온도 등을 실시간으로 모니터링하지 않는다면 정확한 수명예측이 어렵게 된다. The current method of measuring the life of the LED uses a correlation between the deteriorated data and the harsh condition by adding a harsher condition than the LED driving condition in the steady state to cause the LED to deteriorate quickly. However, it is difficult to apply various life assessment methods used in existing semiconductors to LEDs. Fundamentally, LED is a device that emits light when electricity is applied, unlike general semiconductors, and its life should be evaluated by measuring not only its electrical characteristics but also its intensity and junction temperature. Additional skills will be needed. That is, while applying electricity, the electrical characteristics as well as the light intensity should be measured, and accurate life prediction becomes difficult unless the junction temperature is monitored in real time.

도 1은 종래의 엘이디의 수명평가 방법에 대한 순서도이다. 도 1을 참조하여 기존의 엘이디 수명을 예측하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 복수개의 엘이디를 고온 챔버에 넣고 온도를 가하면서 엘이디에 전류를 흘려 구동한다. 이어서, 일정시간이 지난 후 엘이디의 구동을 중단하고 엘이디를 챔버에서 꺼낸 후 엘이디의 전기적, 광학적 특성을 별도의 계측기에서 측정한다. 이때, 계측기에서는 엘이디 소자의 측정이 순차적으로 이루어진다. 이어서, 엘이디의 특성 값을 측정한 후 모든 엘이디에 대한 측정이 끝나면 필요에 따라 엘이디를 다시 챔버에 넣고 전류를 인가하여 엘이디를 구동하면서 신뢰성 시험을 계속하게 된다. 이러한 동작을 반복하여 단속적으로 측정된 데이터 값을 이용하면 엘이디의 열화 특성을 알 수 있으므로 엘이디의 수명시간을 예측할 수 있다. 1 is a flow chart for a conventional method for evaluating the life of the LED. Referring to FIG. 1, a method of predicting a conventional LED life is as follows. First, a plurality of LEDs are put in a high-temperature chamber and a current is applied to the LEDs while applying temperature to drive them. Subsequently, the LED is stopped after a certain time and the LED is taken out of the chamber, and then the electrical and optical characteristics of the LED are measured on a separate measuring instrument. At this time, the measurement of the LED element is sequentially performed in the measuring instrument. Subsequently, after measuring the characteristic values of the LEDs, when all the LEDs have been measured, the LEDs are put back into the chamber as needed and a current is applied to drive the LEDs to continue the reliability test. By repeating this operation, the intermittent measured data values can be used to determine the degradation characteristics of the LED, thereby predicting the lifetime of the LED.

이러한 단속적인 방법이 아니라 구동되는 엘이디의 광 출력을 연속적으로 측정하기 위해서는 챔버 안에 광을 측정하는 계측모듈이 있어야 하나 이러한 광 측정모듈은 챔버의 높은 온도에 의해 고장이 나거나 측정값이 불안정하여 사용이 제한된다. 이러한 측정방법에 대해서는 본 발명자들이 한국등록특허 제1003189호에서 이미 개시한 바 있다. 그러나, 연속적인 전기, 광학적 특성평가 외에 엘이디의 신뢰성 평가에서 가장 중요한 파라미터인 정션온도를 에이징 중에 실시간으로 측정하는 기술과 실용적 수준의 장치는 아직 공개된 바가 없다. 보통 정션온도 측정은 고가의 정밀 계측기와 온도 제어부 그리고 적분구 등을 이용하여 단일 샘플에 대한 측정을 하게 되는데, 이러한 장치를 사용하는 경우는 복수개의 샘플에 대해 에이징 도중에 실시간으로 정션온도를 측정하는 것은 불가능하다. 또 다른 엘이디 신뢰성 및 수명평가방법으로 고온 챔버 대신에 열전도에 의해 온도제어를 할 수 있는 열전소자(Thermo Electric Cooler, Peltier 소자)를 이용하여 온도환경을 부가하는 방법이 사용될 수 있지만 이 경우는 전도에 의한 온도제어를 하기 때문에 테스트하는 시료의 열방출 기능을 담당하는 메탈 슬러그(Metal Slug)가 반드시 있는 것에 한정되는 문제가 있고, 평가하는 개개의 엘이디 시료마다 독립적으로 광 출력을 측정할 수 있는 디텍터(포토다이오드)가 있어야한다. 더욱이 시료의 스펙트럼과 색 좌표를 측정하기 위해서는 파이버가 설치된 분광기가 각 샘플마다 한대씩 구비되어야하는 문제가 있어 현실적으로 이러한 방법은 메탈슬러그가 설치되어 있는 타입의 시료의 광 출력만을 측정하는 제한적이고 불완전한 방법이 된다.In order to continuously measure the light output of the driven LED rather than such an intermittent method, there must be a measuring module that measures the light in the chamber. Limited. The present inventors have already disclosed in Korean Patent No. 1003189. However, in addition to the continuous electrical and optical characterization, the technology and practical level device for measuring the junction temperature, which is the most important parameter in LED reliability evaluation, in real time during aging has not been disclosed. In general, junction temperature measurement is performed on a single sample by using an expensive precision measuring instrument, a temperature controller, and an integrating sphere. When using such a device, measuring junction temperature in real time during aging of a plurality of samples is difficult. impossible. As another method of LED reliability and lifetime evaluation, a method of adding a temperature environment using a thermoelectric element (Thermo Electric Cooler, Peltier element) that can control temperature by heat conduction instead of a high temperature chamber may be used. There is a problem that the metal slug which is responsible for the heat dissipation function of the sample to be tested is necessarily limited because the temperature is controlled by the temperature control, and a detector capable of independently measuring the light output for each LED sample to be evaluated ( Photodiode). Moreover, in order to measure the spectrum and color coordinates of a sample, there is a problem in that a spectrometer equipped with a fiber is provided for each sample. In reality, this method is a limited and incomplete method of measuring only the light output of a sample of a metal slug type. Becomes

종래의 엘이디 수명평가 방법에 대한 문제점을 요약하면 다음과 같다. The problems with the conventional LED life assessment method is summarized as follows.

1. 챔버 안에 엘이디를 장착한 후 엘이디를 구동할 때 엘이디의 광 특성을 실시간으로 측정하기 어려움으로 일정시간 에이징 테스트 후에 엘이디를 챔버 밖으로 꺼내 측정해야 한다. 엘이디의 열화특성은 전기적 특성뿐 아니라 광 출력과 스펙트럼, 색좌표의 미세한 변화로 판단해야 하므로, 엘이디를 챔버 내에서 구동하면서 광 특성을 실시간으로 측정하지 못하면 엘이디의 열화 진행 과정을 명확히 판단할 수가 없다.1. The LED should be taken out of the chamber after the aging test for a certain period of time because it is difficult to measure the optical characteristics of the LED when driving the LED after the LED is mounted in the chamber. The deterioration characteristics of the LEDs should be determined not only by the electrical characteristics but also by the minute changes in the light output, spectrum, and color coordinates. Therefore, if the LEDs are not measured in real time while driving the LEDs in the chamber, the progress of the LEDs cannot be clearly determined.

2. 수명평가를 위한 엘이디 구동의 중간 중간에 엘이디의 특성을 측정하기 위해서 엘이디를 챔버 밖으로 꺼내 개개 엘이디의 특성을 하나씩 측정함에 따라 작업자의 숙련도 또는 측정기에 의한 측정 오차가 발생하게 된다.2. In order to measure the characteristics of the LEDs in the middle of the LED driving for life evaluation, the LEDs are taken out of the chamber and the characteristics of individual LEDs are measured one by one.

3. 엘이디의 열화특성을 평가하는데 중요한 정션온도와 그에 따른 열 저항의 실시간 측정 또는 복수의 샘플에 대한 측정이 이루어지기 어려우므로 엘이디의 평균 수명과 보증 수명을 정확히 예측하는데 어려움이 있다.3. It is difficult to accurately predict the average life span and warranty life of the LEDs because it is difficult to measure the junction temperature and therefore the real-time measurement of thermal resistance or the measurement of multiple samples, which are important for evaluating the degradation characteristics of the LEDs.

4. 일부 광 특성을 실시간으로 평가할 수 있는 열전소자를 이용한 방법은 상기에서 설명하였듯 시료타입과 특성평가 항목에 제한이 있어 불완전한 방법이 될 수 있다. 4. The method using a thermoelectric element capable of evaluating some optical characteristics in real time may be an incomplete method because there are limitations on sample type and characteristic evaluation items as described above.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복수개의 엘이디 소자에 다양한 복합 스트레스를 인가함과 동시에 실시간으로 광 출력과 스펙트럼, 색좌표 및 정션온도를 측정하여 엘이디 소자의 열화 또는 고장의 진행 과정을 파악할 수 있으며 단시간에 엘이디 소자의 수명을 예측할 수 있는 엘이디 실시간 수명평가 장치를 제공하는 것이다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is to determine the progress of the degradation or failure of the LED device by measuring the light output and spectrum, color coordinates and junction temperature in real time while applying a variety of complex stress to the plurality of LED devices It is to provide an LED real-time life evaluation device that can predict the life of the LED device in a short time.

본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 엘이디 소자의 작동 주변 온도를 제어하기 위한 챔버와, 상기 챔버의 내부에 설치되고 복수개의 엘이디 소자가 장착될 수 있으며 엘이디 소자에서 발생되는 열을 방출할 수 있는 지그 플레이트와, 상기 챔버의 내부에 설치되고 상기 지그 플레이트에 장착된 엘이디 소자에서 발광된 광 출력과 스펙트럼, 색좌표를 측정할 수 있는 광 측정부와, 상기 광 측정부의 외부를 감싸서 챔버와 광 측정부를 열적으로 차단시키는 단열부와, 상기 단열부 내부에 설치되고 상기 광 측정부에 포함된 포토다이오드를 냉각하기 위한 워터 자켓을 포함하는 엘이디 실시간 수명평가 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a chamber for controlling an operating ambient temperature of an LED element, and a plurality of LED elements installed in the chamber and capable of dissipating heat generated from the LED element. A light measuring unit for measuring light output, spectrum, and color coordinates emitted from a jig plate, an LED element mounted inside the chamber and mounted on the jig plate, and a chamber and a light measuring unit by surrounding the outside of the light measuring unit. Provided is an LED real-time life evaluation device including a heat shield for thermally blocking, and a water jacket for cooling the photodiode installed in the heat insulating portion and included in the light measuring unit.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지그 플레이트는 챔버 내부에 복수개로 구비되고, 지그 플레이트의 두께, 재질 및 형상을 각각 다르게 구성하여 엘이디 소자의 동작 온도를 변화시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the jig plate may be provided in plural in the chamber, and the operation temperature of the LED element may be changed by differently configuring the thickness, material, and shape of the jig plate.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 엘이디 실시간 수명평가 장치는 정션온도 측정부를 더 포함하고, 상기 정션온도 측정부는 엘이디 소자의 에이징에 필요한 전류를 인가하는 에이징전류 구동 드라이버, 엘이디 소자의 구동 초기 전압을 측정하기 위한 펄스전류 구동드라이버 및 펄스전류 구동드라이버의 신호를 선택적으로 엘이디 소자에 전달하기 위한 전기신호 스위칭 모듈로 이루어질 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the LED real-time life evaluation device further comprises a junction temperature measuring unit, the junction temperature measuring unit is an aging current drive driver for applying a current required for aging of the LED element, the initial voltage of the drive of the LED element A pulse current driving driver for measuring and an electrical signal switching module for selectively transmitting a signal of the pulse current driving driver to the LED device may be included.

본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치는 아래의 효과를 가진다.The LED real-time life evaluation device of the present invention has the following effects.

1. 엘이디의 열화를 촉진하는 인자인 온도, 전류 및 광 등의 복합적인 스트레스를 부가할 수 있으므로 다양한 엘이디 수명 평가가 가능하다.1. Various stresses such as temperature, current, and light, which are factors promoting LED deterioration, can be added.

2. 스트레스를 부가함과 동시에 엘이디의 정션온도를 실시간으로 측정할 수 있으므로 엘이디의 정확한 수명 평가가 가능하다.2. In addition to stress, the junction temperature of the LED can be measured in real time, enabling accurate life assessment of the LED.

3. 전기적, 광학적, 열적 특성을 실시간으로 모니터링할 수 있으므로 엘이디의 열화 또는 고장의 진행 과정을 파악할 수 있다.3. Real-time monitoring of electrical, optical, and thermal characteristics allows you to understand the progress of LED degradation or failure.

4. 정상 상태에서의 장시간의 수명예측 시험을 단시간에 정확히 수행할 수 있으므로 엘이디 제품의 연구개발 시간 단축이 가능하며 엘이디의 품질향상에 기여할 수 있다.4. It can shorten the R & D time of LED products and contribute to the improvement of LED quality because it can carry out long life prediction test in a short time accurately.

도 1은 종래의 엘이디의 수명평가 방법에 대한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치를 도시한 것이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치에서 지그 플레이트와 광 측정부의 배치 상태를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치에서 광 측정부의 구성을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치에서 광 측정부를 냉각하기 위한 구성을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치에서 광 파이버가 적용된 광 측정부의 구성을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치에 적용되는 정션온도 측정부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8은 정션온도 측정에 이용되는 계측알고리즘을 설명하는 파형들을 도시한 것이다.
도 9a와 도 9b는 다펄스 전류와 커브 피팅법을 이용하여 정션 온도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따라 정션 온도를 측정하는 순서를 나타내는 순서도이다.
1 is a flow chart for a conventional method for evaluating the life of the LED.
Figure 2 shows the LED real-time life evaluation device of the present invention.
3A and 3B illustrate arrangement states of the jig plate and the light measuring unit in the LED real-time life evaluation apparatus of the present invention.
Figure 4 shows the configuration of the light measuring unit in the LED real-time life evaluation device of the present invention.
Figure 5 shows the configuration for cooling the light measuring unit in the LED real-time life evaluation device of the present invention.
Figure 6 shows the configuration of the optical measuring unit is applied to the optical fiber in the LED real-time life evaluation apparatus of the present invention.
Figure 7 is a block diagram showing the configuration of the junction temperature measuring unit applied to the LED real-time life evaluation apparatus of the present invention.
Fig. 8 shows waveforms illustrating the measurement algorithm used for junction temperature measurement.
9A and 9B are diagrams for explaining a method of measuring junction temperature using a multipulse current and a curve fitting method.
10 is a flowchart illustrating a procedure for measuring junction temperature in accordance with the present invention.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치는 엘이디 소자의 작동 온도를 제어하기 위한 챔버와, 상기 챔버의 내부에 설치되고 복수개의 엘이디 소자가 장착될 수 있으며 엘이디 소자에서 발생되는 열을 방출할 수 있는 지그 플레이트와, 상기 챔버의 내부에 설치되고 상기 지그 플레이트에 장착된 엘이디 소자에서 발광된 광 출력과 스펙트럼 및 색좌표를 측정할 수 있는 광 측정부와, 상기 광 측정부의 외부를 감싸서 챔버와 광 측정부를 열적으로 차단시키는 단열부와, 상기 단열부 내부에 설치되고 상기 광 측정부에 포함된 포토다이오드를 냉각하기 위한 워터 자켓을 포함한다. LED real-time life evaluation device of the present invention, a chamber for controlling the operating temperature of the LED element, and a jig plate which is installed inside the chamber can be equipped with a plurality of LED elements and can emit heat generated from the LED element And a light measuring unit installed inside the chamber and capable of measuring light output and spectrum and color coordinates emitted from an LED element mounted on the jig plate, and surrounding the outside of the light measuring unit to thermally open the chamber and the light measuring unit. And a heat jacket for blocking the photodiode installed inside the heat insulation unit and included in the light measuring unit.

본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치는 엘이디에 다양한 스트레스를 부가함과 동시에 실시간으로 엘이디의 광 출력과 스펙트럼,색좌표 및 정션온도를 측정함으로써 엘이디의 수명을 보다 정확하고 신속하게 예측할 수 있다. 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치에는 엘이디에 고온의 가혹조건을 부가하기 위하여 고온 챔버가 이용된다. 평가 대상이 되는 엘이디 소자는 지그 플레이트에 장착되는데, 지그 플레이트 위에 복수개의 엘이디 소자를 먼저 장착한 후 지그 플레이트를 챔버 내부에 고정시킨다. 이때, 챔버 내부에 복수개의 지그 플레이트가 장착될 수 있고, 각각의 지그 플레이트는 두께, 형상, 재질 등을 달리하여 서로 다른 온도 조건에서 엘이디 소자를 동작시키는 것이 가능하다. 지그 플레이트의 상부에는 광 측정부가 형성되어 있는데, 광 측정부에는 개개의 지그 플레이트에 대응되도록 복수개의 광 측정기가 형성될 수 있다. 광 측정기는 대응하는 지그 플레이트에 장착된 엘이디 소자에서 방출된 광 출력이나 스펙트럼을 측정할 수 있고, 지그 플레이트에 장착된 엘이디 소자의 개수는 개별 엘이디 소자에서 발생된 광이 광 측정기 내의 디텍터에 충분히 수광될 수 있는 범위 내에서 결정될 수 있다. The LED real-time life evaluation apparatus of the present invention can predict LED life more accurately and quickly by measuring the light output, spectrum, color coordinates, and junction temperature of the LED in real time while adding various stresses to the LED. In the LED real-time life evaluation apparatus of the present invention, a high temperature chamber is used to add a high temperature harsh condition to the LED. The LED element to be evaluated is mounted on a jig plate. A plurality of LED elements are first mounted on the jig plate, and then the jig plate is fixed in the chamber. In this case, a plurality of jig plates may be mounted in the chamber, and each jig plate may operate the LED element at different temperature conditions by varying thickness, shape, material, and the like. An optical measuring unit is formed at an upper portion of the jig plate, and a plurality of optical measuring units may be formed in the optical measuring unit so as to correspond to individual jig plates. The photometer can measure the light output or spectrum emitted from the LED elements mounted on the corresponding jig plate, and the number of LED elements mounted on the jig plate is such that the light generated from the individual LED elements is sufficiently received by the detector in the photometer. It may be determined to the extent possible.

본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치를 이용하여 수명평가 실험을 하는 과정을 요약하면 다음과 같다. 먼저, 에이징에 필요한 원하는 온도를 세팅하고 각 엘이디 소자에 정전류를 인가하여 엘이디 소자를 발광시킨다. 엘이디 소자에 정전류를 인가하는 보드에는 전류를 가해주는 소스와 전압을 읽어 올 수 있는 회로가 함께 구성되어 에이징 중에 각 엘이디 소자에 걸리는 전압을 실시간으로 읽어 올 수 있다. 에이징을 위해 엘이디 소자를 발광시키는 동안에는 광 측정부의 포토다이오드는 오프상태로 되어 있다. 이어서, 일정 시간의 에이징 시간이 경과한 후에 엘이디 소자에 흐르는 전류를 차단하고 순차적으로 각 지그 플레이트의 엘이디 소자를 한 개씩 점등하면서, 엘이디 소자의 상부에 설치된 광 측정부 내의 포토다이오드가 발광된 광량을 측정하게 된다. 이때 필요에 따라서는 포토다이오드와 인접하여 설치된 광 파이버와 그에 연결된 분광기에서 시료의 스펙트럼 및 색 좌표를 계측할 수도 있다. 이어서, 엘이디 소자의 광 측정이 완료되면 다시 모든 엘이디 소자에 정전류를 인가하여 발광시킨다. 이와 같이, 점등 온(에이징의 개시), 점등 오프(에이징의 일시중지) 및 개별 엘이디 소자에 대한 순차적인 광 측정 동작이 반복되면서 엘이디 소자의 수명평가가 이루어진다. 이러한 과정의 각 단계는 사전에 프로그래밍되어 자동으로 수행될 수 있고, 장시간의 데이터를 효과적으로 취득하기 위해서는 엘이디 소자 당 수 시간에 한 번씩 광 측정을 하는 것이 바람직하다. 이 측정시간은 엘이디 소자의 개수에 따라 적절히 가감할 수 있다. 점등 오프 후에 각 엘이디 소자의 광 측정을 순차적으로 진행하는 것은 하나의 엘이디 소자에 대한 광 측정 시간이 수 밀리초(msec)의 짧은 시간 내 완료되므로 큰 문제가 되지 않는다. 또한 지그 플레이트에 장착된 복수개의 엘이디 소자에서 광이 디텍터에 도달하면서 광의 입사각도가 서로 상이한 것도 크게 문제되지 않는데, 이는 신뢰성 및 수명 평가의 주 관심 대상은 각 샘플의 초기치 대비 일정시간 후의 특성 변화이기 때문이다.Summarizing the process of the life evaluation experiment using the LED real-time life evaluation device of the present invention as follows. First, the desired temperature required for aging is set, and a constant current is applied to each LED element to emit the LED elements. The board that applies the constant current to the LED devices has a circuit that can read the source and voltage to apply the current, so that the voltage applied to each LED device during the aging can be read in real time. The photodiode of the light measuring unit is turned off while emitting the LED element for aging. Subsequently, after a certain time of aging time has elapsed, the current flowing through the LED elements is interrupted and the LED elements of each jig plate are sequentially turned on one by one, and the amount of light emitted from the photodiode in the light measuring unit installed on the LED elements is measured. Will be measured. In this case, if necessary, the spectrum and color coordinates of the sample may be measured by an optical fiber installed adjacent to the photodiode and a spectrometer connected thereto. Subsequently, when the light measurement of the LED elements is completed, all LED elements are applied with a constant current to emit light. As described above, the life of the LED element is evaluated while the lighting is turned on (start of aging), the lighting is turned off (pause of aging), and the sequential light measurement operations for the individual LED elements are repeated. Each step of this process can be pre-programmed and automatically performed, and it is desirable to perform optical measurements once every few hours per LED element in order to effectively acquire long data. This measurement time can be appropriately added or subtracted according to the number of LED elements. Progressing the light measurement of each LED element after the lighting-off is not a big problem since the light measurement time for one LED element is completed within a short time of several milliseconds (msec). In addition, in the plurality of LED elements mounted on the jig plate, as the light reaches the detector, the incident angles of the light do not matter significantly, which is the main concern of reliability and life evaluation, which is a characteristic change after a certain time compared to the initial value of each sample. Because.

도 2는 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치를 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 엘이디 실시간 수명평가 장치는 챔버(110), 지그 플레이트(120), 커넥팅 부(130) 및 광 측정부(140)를 포함한다. 챔버(110)는 고온에서 엘이디 소자를 작동시켜서 가혹조건에서 에이징을 진행하기 위하여 이용되는데, 챔버 도어(111)를 오픈시켜서 엘이디 소자를 지그 플레이트(120)에 장착하고 에이징이 진행되는 동안에는 챔버 도어(111)를 닫아서 외부와의 열 전달을 차단하게 된다. 지그 플레이트(120)에는 복수개의 엘이디 소자가 장착되는데, 챔버 내에서 지그 플레이트에 장착된 엘이디 소자는 설정된 시험온도와 시료의 발열 그리고 지그 플레이트 자체의 열 방출 능력에 의해 온도 평형이 이루어지고 그에 따라 정션온도가 정해지게 된다. 지그 플레이트(120)는 복수개의 엘이디 소자를 장착할 수 있도록 구성되어 있고, 복수개의 지그 플레이트가 챔버 내에 설치되어 있고, 각각의 지그 플레이트는 서로 상이한 두께, 재질 또는 형상 등을 구비하여 각각의 지그 플레이트에 장착된 엘이디 소자들은 서로 다른 전기광학적 특성(특히 정션온도)이 달라지는 효과를 가질 수 있다. 이와 같은 효과에 의하여 같은 주변온도와 동일한 투입전류 조건에서도 지그 플레이트의 열 방출 능력에 따라 정션온도가 달라지게 되고, 이는 에이징 시험에서 실제 엘이디 조명모듈의 열 방출 능력에 따른 성능 신뢰성을 판단할 수 있게 된다. 커넥팅 부(130)는 지그 플레이트에 장착된 엘이디 소자를 구동하기 위해 외부의 전류 구동장치와 연결하는 기능을 하고, 케이블과 커넥팅 슬롯으로 구성되어 있다. 커넥팅 슬롯은 지그 플레이트의 엘이디 소자와 쉽게 접속이 되도록 커넥터로 구성하여 엘이디 소자의 탈부착을 용이하게 한다. 외부의 전류구동장치에서부터 엘이디 소자로 전류가 흐르면 엘이디 소자가 구동되어 발광한다. 광 측정부(140)는 발광되는 엘이디 소자의 광을 측정하는 기능을 하는데, 광 측정부(140)는 챔버 내부의 지그 플레이트(120) 상부에 형성된다. 광 측정부(140)에는 포토다이오드 또는 분광기와 연결된 파이버를 포함하는 광 측정기가 형성되어 있다. 목적에 따라 이 2가지의 광분석 장치중 하나 또는 2가지를 다 사용할 수 있다. 광 측정부(140)의 외곽에는 단열부가 형성되어 있는데, 단열부는 챔버 내부에 있기 때문에 광 측정부로 챔버 내부의 열이 전달되는 것을 방지하는 기능을 한다. 광 측정기에 포함된 포토다이오드는 작동 온도에 민감하며 온도에 따라 측정되는 값의 변화가 발생하므로 측정 환경온도는 일정하게 유지되어야 하기 때문이다. 종래의 신뢰성 수명평가 장치들은 챔버 내부에 광 측정기를 장착할 수가 없어서 챔버 내부에서 엘이디의 광 출력 특성을 측정할 수가 없었으나, 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치는 광 측정부의 주변에 단열부와 냉각장치를 설치하여 이러한 문제점을 해결하였다. 광 측정부의 온도 조절에 대해서는 도 4에서 보다 상세히 설명하기로 한다.Figure 2 shows the LED real-time life evaluation device of the present invention. Referring to FIG. 2, the LED real-time life evaluation apparatus includes a chamber 110, a jig plate 120, a connecting unit 130, and an optical measuring unit 140. The chamber 110 is used to operate the LED element at a high temperature to proceed aging under severe conditions. The chamber door 111 is opened to mount the LED element to the jig plate 120 and to perform the aging process. 111) to close the heat transfer to the outside. The jig plate 120 is equipped with a plurality of LED elements, the LED element mounted on the jig plate in the chamber is temperature balanced by the set test temperature, the heating of the sample and the heat dissipation capacity of the jig plate itself, and accordingly the junction The temperature is determined. Jig plate 120 is configured to mount a plurality of LED elements, a plurality of jig plate is installed in the chamber, each jig plate has a different thickness, material or shape, etc., each jig plate The LED elements mounted on the LEDs may have different electro-optical characteristics (especially junction temperature). Due to this effect, the junction temperature varies according to the heat dissipation capacity of the jig plate even under the same ambient temperature and the same input current condition, and this can be used to determine the performance reliability according to the heat dissipation capacity of the actual LED lighting module in the aging test. do. The connecting unit 130 functions to connect with an external current driving device for driving the LED element mounted on the jig plate, and is composed of a cable and a connecting slot. The connecting slot is configured with a connector so that the LED element of the jig plate can be easily connected to facilitate attachment and detachment of the LED element. When current flows from the external current driving device to the LED element, the LED element is driven to emit light. The light measuring unit 140 measures the light of the LED element to be emitted, the light measuring unit 140 is formed on the jig plate 120 inside the chamber. The optical measuring unit 140 has an optical measuring device including a fiber connected to a photodiode or a spectrometer. Depending on the purpose, one or both of these two optical analyzers can be used. The heat insulation unit is formed on the outer side of the light measurement unit 140. Since the heat insulation unit is inside the chamber, the heat measurement unit prevents heat from being transferred to the light measurement unit. This is because the photodiode included in the photometer is sensitive to the operating temperature and the measured environmental temperature must be kept constant since the measured value changes with temperature. Conventional reliability life assessment devices cannot measure the light output characteristics of the LEDs inside the chamber because the optical measuring device cannot be mounted in the chamber, but the LED real-time life evaluation device of the present invention has a thermal insulation and cooling around the optical measuring unit. The problem is solved by installing a device. Temperature control of the light measuring unit will be described in more detail with reference to FIG. 4.

도 3a와 도 3b는 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치에서 지그 플레이트와 광 측정부의 배치 상태를 도시한 것이다. 도 3a를 참조하면, 챔버의 내부에는 복수개의 엘이디 소자(121)가 연결된 3개의 지그 플레이트(120)가 설치되어 있다. 이때, 지그 플레이트(120)의 두께, 재질, 형상은 서로 상이할 수 있다. 지그 플레이트(120)의 상부에는 단열부(150)가 형성되어 있는데, 단열부(150) 내부의 광 측정부는 포토다이오드 또는 광파이버를 포함하고 있다. 단열부(150)는 챔버 내부의 열이 광 측정부로 전달되는 것을 차단하는 기능을 하는데, 단열부(150)는 열전도도가 낮은 세라믹 또는 무기물과 발포성 수지의 복합재와 같은 재질로 이루어질 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만 단열부(150)의 내부에 설치된 광 측정부는 포토다이오드를 포함한다. 단열부의 내부에 설치되는 포토다이오드의 개수는 지그 플레이트의 개수와 일대일로 대응될 수 있으나, 지그 플레이트 한 개에 장착되는 엘이디 소자의 개수가 증가하면 지그 플레이트에 대응하는 포토다이오드의 개수도 두 개 이상으로 증가시킬 수 있다. 엘이디 소자(121)는 지그 플레이트(120)에 직접 솔더링되어 장착될 수도 있고, 엘이디 소자를 적절한 소켓 등에 결합시켜서 소켓을 지그 플레이트 위에 장착하는 방식으로 장착될 수도 있다. 지그 플레이트는 전술한 바와 같이 동일한 주변온도와 투입전류에도 열 방출 능력에 따른 정션온도의 변화를 보기 위해 각각 두께, 형상, 재질 등을 달리할 수 있다. 즉, 지그 플레이트가 엘이디 소자에서 발생된 열을 잘 방출할 수 있도록 하면 엘이디 소자의 에이징 중 동작온도를 낮출 수 있는데, 일 예로 지그 플레이트의 두께가 두꺼울수록 열 방출이 잘 일어나므로 상대적으로 두께가 두꺼운 지그 플레이트에 장착된 엘이디 소자가 얇은 지그 플레이트에 장착된 엘이디 소자보다 낮은 동작온도(정션온도)에서 에이징된다. 따라서 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치는 하나의 챔버 내에서 서로 다른 동작온도로 에이징되는 엘이디 소자에 대한 수명평가 시험을 동시에 진행할 수 있다.3A and 3B illustrate arrangement states of the jig plate and the light measuring unit in the LED real-time life evaluation apparatus of the present invention. Referring to FIG. 3A, three jig plates 120 to which a plurality of LED elements 121 are connected are installed in the chamber. In this case, the thickness, material, and shape of the jig plate 120 may be different from each other. An insulating part 150 is formed on the jig plate 120, and the light measuring part inside the insulating part 150 includes a photodiode or an optical fiber. The heat insulator 150 may block heat from being transferred to the light measuring unit. The heat insulator 150 may be made of a material such as a low thermal conductivity ceramic or a composite of an inorganic material and a foamable resin. Although not shown in the drawings, the light measuring unit installed inside the heat insulating part 150 includes a photodiode. The number of photodiodes installed inside the heat insulating part may correspond one-to-one with the number of jig plates. However, when the number of LED elements mounted on one jig plate increases, the number of photodiodes corresponding to the jig plate is also two or more. Can be increased. The LED element 121 may be mounted by soldering directly to the jig plate 120, or may be mounted by coupling the LED element to an appropriate socket to mount the socket on the jig plate. As described above, the jig plate may have different thicknesses, shapes, materials, and the like in order to see a change in junction temperature according to heat dissipation capability even at the same ambient temperature and input current. In other words, if the jig plate is capable of dissipating the heat generated from the LED element, the operating temperature during the aging of the LED element can be lowered. For example, the thicker the jig plate, the better the heat dissipation. The LED elements mounted on the jig plate are aged at a lower operating temperature (junction temperature) than the LED elements mounted on the thin jig plate. Therefore, the LED real-time life evaluation device of the present invention can be carried out at the same time the life evaluation test for the LED element is aged at different operating temperature in one chamber.

도 3b를 참조하면, 단열부(150)의 하부에는 윈도우(141)가 설치되어 있다. 윈도우(141)는 지그 플레이트(120)에 장착된 엘이디 소자에서 발생된 광이 광 측정부로 유입될 수 있도록 하는 기능을 하는데, 윈도우(141)를 이중 글라스 형태로 형성하면 챔버의 열이 광 측정부로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.Referring to FIG. 3B, a window 141 is installed below the heat insulating part 150. The window 141 functions to allow light generated from the LED element mounted on the jig plate 120 to be introduced into the light measuring unit. When the window 141 is formed in a double glass form, the heat of the chamber is transferred to the light measuring unit. The delivery can be minimized.

도 4는 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치에서 광 측정부의 구성을 도시한 것이다. 도 4를 참조하면, 단열부(150)의 내부에 광센서(142)와 시감필터 일체형 광센서(143)가 설치되어 있다. 광센서(142)는 포토다이오드로 이루어진 일반 센서이고, 시감필터 일체형 광센서(143)는 포토다이오드의 전단에 시감필터를 내장하여 엘이디의 광 특성을 파장에 따라 인간의 눈이 느끼는 감도로 보정하는 기능을 포함한 센서이다. 도면에서는 포토다이오드로 이루어진 광센서(142)와 시감필터 일체형 광센서(143)를 한 쌍으로 하여 총 3세트의 광 측정기가 광 측정부를 구성하는 것으로 도시하였다.Figure 4 shows the configuration of the light measuring unit in the LED real-time life evaluation device of the present invention. Referring to FIG. 4, an optical sensor 142 and a light filter integrated optical sensor 143 are installed inside the heat insulating part 150. The optical sensor 142 is a general sensor made of a photodiode, and the optical sensor integrated light sensor 143 incorporates a luminous filter at the front of the photodiode to correct the optical characteristics of the LED according to the wavelength of the human eye. It is a sensor that includes a function. In the drawing, a total of three sets of photometers constitute a light measuring unit by using a pair of optical sensors 142 made of a photodiode and an optical sensor integrated light sensor 143.

도 5는 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치에서 광 측정부를 냉각하기 위한 구성을 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 단열부(150)에는 단열부 내부에 설치된 광 측정부를 냉각하기 위한 수단으로써 입력 냉각수 배관(171a)과 출력 냉각수 배관(171b) 및 입력 에어 배관(173a)과 출력 에어 배관(173b)이 연결되어 있다. 챔버 내부의 온도가 상승하면 지그 플레이트(120), 커넥팅 슬롯(131)과 같은 챔버 내부에 설치된 요소들의 온도가 함께 높아진다. 그러나 광 측정부는 전기적 신호를 처리하는 부분으로서 일정한 온도를 유지하여야 측정의 오차를 줄일 수 있다. 광 측정부는 단열부에 의하여 챔버 내부와 어느 정도 단열 상태를 유지하고 있지만, 작동시간이 길어지면서 챔버 내부에서 발생한 열에 의하여 단열부 내부의 온도가 상승하게 된다. 이러한 온도 상승은 포토다이오드의 측정값 오류를 발생시키게 되므로 별도의 냉각 장치가 단열부의 내부에 설치되는 것이 유리하다. 냉각하는 방법은 공기로 냉각하는 방법과 물로 냉각하는 방법 2가지가 있다. 공기로 냉각하는 방법은 단열부의 내부에 차가운 공기를 불어 넣어줌으로서 단열부 내부의 뜨거운 열기를 외부로 배출시키는 방법이며, 물로 냉각하는 방법은 포토다이오드 주변에 워터 자켓을 설치하고 워터 자켓에 물을 순환시킴으로써 포토다이오드를 냉각하는 방법이다. 공기로 냉각하는 방법은 물로 냉각하는 방법에 비하여 냉각 효과가 낮지만 챔버의 온도가 높지 않는 경우에는 공기로 냉각하는 방법이 보다 간단한 방법이 될 수 있다.또한 이 에어 배관은 경우에 따라 챔버온도와 광 디텍터부의 온도차이에 의한 결로 현상을 방지하는 드라이 에어를 불어넣는 역할도 할 수 있다.Figure 5 shows the configuration for cooling the light measuring unit in the LED real-time life evaluation device of the present invention. Referring to FIG. 5, the heat insulator 150 has an input coolant pipe 171a, an output coolant pipe 171b, an input air pipe 173a, and an output air pipe as a means for cooling an optical measuring unit installed inside the heat insulation unit. 173b) is connected. When the temperature inside the chamber rises, the temperature of the elements installed in the chamber such as the jig plate 120 and the connecting slot 131 increases. However, the optical measuring unit may reduce an error of measurement by maintaining a constant temperature as a part of processing an electrical signal. Although the optical measuring part maintains the heat insulation state to some extent with the inside of the chamber by the heat insulating part, the temperature inside the heat insulating part is increased by the heat generated inside the chamber as the operation time becomes longer. This increase in temperature will cause a measurement error of the photodiode, so it is advantageous that a separate cooling device is installed inside the insulation. There are two methods of cooling: air cooling and water cooling. Cooling with air blows cold air into the inside of the insulator to exhaust hot heat from the inside of the insulator, while cooling with water installs a water jacket around the photodiode and adds water to the water jacket. It is a method of cooling a photodiode by circulating. If air cooling is less effective than water cooling, but the chamber temperature is not high, air cooling may be a simpler method. It may also serve to blow dry air to prevent condensation due to temperature differences in the light detector.

도 6은 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치에서 광 파이버가 적용된 광 측정부의 구성을 도시한 것이다. 도 6에는 생략되어 있지만 광파이버는 스펙트럼과 색 좌표를 측정할 수 있는 분광기에 접속되어 있다. 도 6a를 참조하면, 단열부(150)의 상부로 광 파이버(144a)가 삽입되어 있다. 광 파이버(144a)는 실시간으로 엘이디 소자의 스펙트럼과 색 좌표를 측정하기 위하여 사용되는데, 광 파이버는 광 측정부의 포토다이오드와 함께 단열부의 내부에 설치거나, 포토다이오드 없이 단열부의 내부에 단독으로 설치될 수 있다. 도 6b 및 도 6c(도 6b에서 워터 자켓의 내부를 함께 도시한 도면)를 참조하면, 단열부(150)의 내부에는 광 파이버 접속 어뎁터(144b)가 형성되어 있다. 광 파이버 접속 어뎁터(144b)는 광 파이버가 연결되는 부분으로써, 윈도우를 통과한 광은 광 파이버 접속 어뎁터(144b)에 연결된 광 파이버를 거쳐서 챔버 외부의 분광기와 연결된다. 도면에는 표시되어 있지 않지만, 워터 자켓(145)이 감싸는 내부에는 포토다이오드가 설치되어 있고, 포토다이오드는 워터 자켓(145)으로 인해 둘러싸여 있어서 열전도에 의해 온도를 일정하게 제어된다. 이때, 광 파이버 접속 아답터(144b)는 워터 자켓(145)과 접촉되어 있지 않은데, 이는 광파이버는 온도에 따라 민감하게 반응하지 않으므로 온도에 의한 영향이 포토다이오드보다 훨씬 덜하기 때문이다. 광 파이버는 고온에서도 견딜 수 있도록 스테인레스 스틸 재질의 외피로 덮인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 포토다이오드와 파이버/분광기를 같이 설치하면 광 출력과 스펙트럼을 동시에 측정하는 것이 가능하다. Figure 6 shows the configuration of the optical measuring unit is applied to the optical fiber in the LED real-time life evaluation apparatus of the present invention. Although omitted in FIG. 6, the optical fiber is connected to a spectrometer capable of measuring spectra and color coordinates. Referring to FIG. 6A, an optical fiber 144a is inserted into the heat insulation part 150. The optical fiber 144a is used to measure the spectrum and color coordinates of the LED element in real time. The optical fiber may be installed inside the heat insulation unit together with the photodiode of the optical measuring unit, or may be installed alone inside the heat insulation unit without the photodiode. Can be. 6B and 6C (the figure which shows the inside of the water jacket together in FIG. 6B), the optical fiber connection adapter 144b is formed in the inside of the heat insulation part 150. FIG. The optical fiber connection adapter 144b is a portion to which the optical fiber is connected, and the light passing through the window is connected to the spectrometer outside the chamber via the optical fiber connected to the optical fiber connection adapter 144b. Although not shown in the figure, a photodiode is provided inside the water jacket 145, and the photodiode is surrounded by the water jacket 145, so that the temperature is constantly controlled by thermal conduction. At this time, the optical fiber connection adapter 144b is not in contact with the water jacket 145, because the optical fiber does not react sensitively with temperature, so the influence of temperature is much less than that of the photodiode. It is preferable to use an optical fiber covered with a stainless steel sheath to withstand high temperatures. In this way, if the photodiode and the fiber / spectrometer are installed together, it is possible to simultaneously measure the light output and the spectrum.

본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치는 엘이디 소자의 장시간 신뢰성 수명시험 중에 실시간 광 출력, 스펙트럼, 색 좌표 등의 모니터링 외에도 정션온도와 열저항을 실시간으로 측정할 수 있는 기능을 포함하고 있다. 특히 이 기능은 하나의 엘이디 소자가 아니라 여러 개의 다채널 엘이디 소자에서도 적용할 수 있는 특징을 가진다. 정션온도는 엘이디 소자의 열화 특성을 가장 정확하게 평가할 수 있는 측정인자이다. 본 발명에서는 초기 엘이디 소자 구동 시에 매우 짧은 시간 내에 개개의 엘이디 소자에 전류를 순간적으로 인가하면서 엘이디 소자에 걸리는 양단의 전압을 읽어내고, 에이징 중간에 정션온도가 올라가 있는 상태에서의 전압을 비교함으로써 전압과 정션온도와의 상관관계를 도출하여 간접적으로 정션온도를 계측한다. 또한 열저항과 정션온도의 관계식을 이용하여 정션온도로부터 열저항을 도출할 수 있다. 이를 위해서 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치는 에이징용 전류 구동 드라이버, 펄스전류 구동 드라이버, 전기신호 스위칭 모듈로 이루어진 정션온도 측정부를 포함하며, 정션온도 측정부는 챔버 외부에 설치될 수 있다. 정션온도의 측정은 초기 전압 측정 이후 엘이디 소자에 장시간 직류를 인가하면서 에이징을 하고, 중간 중간에 정션온도를 계측하는 과정으로 진행될 수 있다. 이와 같은 방법에 의하여 엘이디 소자를 에이징하는 신뢰성 시험 중간에도 많은 수의 엘이디 소자의 정션온도를 실시간으로 측정함으로써 엘이디 소자의 열화과정을 정확히 측정할 수 있는 근거를 마련하여 정확한 수명평가가 가능하도록 한다. The LED real-time life evaluation device of the present invention includes a function to measure the junction temperature and thermal resistance in real time, in addition to monitoring the real-time light output, spectrum, color coordinates, etc. during the long-term reliability life test of the LED device. In particular, this function is applicable not only to one LED device but also to multiple multi-channel LED devices. Junction temperature is the most accurate measurement factor for the degradation characteristics of LED devices. In the present invention, by reading the voltage across the LED element while instantaneously applying current to each LED element in a very short time during initial LED element driving, and comparing the voltage in the state where the junction temperature rises in the middle of aging The junction temperature is indirectly measured by deriving the correlation between the voltage and the junction temperature. In addition, the thermal resistance can be derived from the junction temperature by using the relationship between the thermal resistance and the junction temperature. To this end, the LED real-time life evaluation apparatus of the present invention includes a junction temperature measuring unit consisting of an aging current driving driver, a pulse current driving driver, an electrical signal switching module, the junction temperature measuring unit may be installed outside the chamber. The measurement of the junction temperature may be performed by applying a direct current to the LED device for a long time after the initial voltage measurement and aging, and measuring the junction temperature in the middle. In this way, by measuring the junction temperature of a large number of LED devices in real time during the reliability test for aging the LED devices, it provides a basis for accurately measuring the degradation process of the LED devices to enable accurate life assessment.

도 7은 본 발명의 엘이디 실시간 수명평가 장치에 적용되는 정션온도 측정부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 7을 참조하면, 챔버(201) 내부에 에이징 시험할 다수의 엘이디 소자(205)가 설치되고, 엘이디 소자(205)에 에이징용전류 구동드라이버 및 전압 측정기(204)가 연결되며, 펄스전류 구동드라이버 및 전압 측정기(202)가 전기신호 스위칭 모듈(203)을 통하여 엘이디 소자(205)에 연결된다. 에이징용전류 구동드라이버는 챔버(201) 내부의 엘이디 소자(205)의 수량에 맞춰 수십 또는 수백 개 채널 이상의 다채널 드라이버로 구성될 수 있다. 에이징용 전류 구동드라이버와 별개로 정밀한 전류를 인가하거나 정확한 전압을 측정하기 위해서 계측기 수준의 정밀도와 기능을 가진 펄스전류 구동드라이버 및 전압 측정기(202)가 필요하다. 이것은 매우 안정되고 정확한 측정을 위한 계측기이므로 엘이디 소자의 샘플 개수만큼 구성하려면 장비의 가격이 고가가 되어 실용적인 방법이 될 수 없다. 정밀 계측기는 예를 들면 미국 키슬리(Keithly)사의 펄스계측기 2600 S 모델을 이용하여 구성될 수 있다. 본 발명에서는 이러한 1대의 정밀한 펄스전류 구동드라이버로 다수의 엘이디 소자를 계측할 수 있도록 전기신호 스위칭 모듈(203)을 이용하였다. 즉, 펄스전류 구동드라이버는 에이징용전류 구동드라이버와 엘이디 소자에 대해서 병렬로 연결되며 펄스전류 구동드라이버는 엘이디 소자 사이에 전기신호 스위칭 모듈(203)이 존재한다.7 is a block diagram for explaining the configuration of the junction temperature measuring unit applied to the LED real-time life evaluation apparatus of the present invention. Referring to FIG. 7, a plurality of LED elements 205 for aging test are installed in the chamber 201, an aging current driving driver and a voltage meter 204 are connected to the LED elements 205, and pulse current driving is performed. The driver and voltage meter 202 are connected to the LED element 205 through the electrical signal switching module 203. The aging current driving driver may be configured as a multichannel driver of several tens or hundreds of channels according to the number of LED elements 205 in the chamber 201. In order to apply a precise current or measure an accurate voltage separately from the aging current driver, a pulse current driver and a voltage meter 202 having a level and precision of the instrument level are required. Since this is a very stable and accurate instrument, the number of samples of LED devices can be expensive, making the equipment expensive and not practical. The precision meter can be constructed using, for example, a pulse meter 2600 S model of Keithley, USA. In the present invention, the electric signal switching module 203 is used to measure a plurality of LED elements with one precise pulse current driving driver. That is, the pulse current driver is connected in parallel to the aging current driver and the LED element, the pulse current driver is an electrical signal switching module 203 between the LED element.

많은 엘이디 소자를 에이징 시험하기 전에 먼저 엘이디 소자에 매우 짧은 시간의 전류를 흘려 초기 엘이디 소자의 전압을 읽어내는 것이 매우 중요하다. 이때의 전류량과 인가시간은 엘이디 소자가 이 전류로 인해 열이 발생하지 않을 정도의 저전류와 짧은 시간이 필요하다. 보통 전류량은 1 밀리암페어(mA) 이하, 인가시간은 200 마이크로초(usec) 이하이면 적당한 것으로 실험되었다. 이 이상으로 전류가 크거나 펄스 인가시간이 길어지면 측정 도중 온도가 변동되어 측정이 부정확해질 수 있다. 엘이디 소자에 에이징용전류 구동드라이버를 통한 에이징을 하기 전에 모든 엘이디 소자에 대해서 초기 미세전류에 의한 전압을 읽어 저장하게 한다. 초기 전압을 계측한 후에는 엘이디 소자에 정격 에이징 전류를 흘려 에이징 실험을 계속할 수 있도록 에이징용전류 구동드라이버에서 엘이디 소자를 구동하게 한다. 측정의 순서를 보다 상세하게 설명하면, 챔버 내부에 장착되어 있는 다수의 엘이디 소자 중에서 첫 번째 엘이디 소자에 대해 펄스전류 구동드라이버를 통해 미세전류를 흘려 전압을 읽고 저장한 후 두 번째 엘이디 소자에 펄스전류를 인가하기 위해 전기신호 스위칭 모듈를 통해 첫 번째 엘이디 소자의 전기적 연결선을 해제하고 두 번째 엘이디로 전기적 회로를 연결하여 미세전류를 흘림으로서 전압을 저장한다. 이러한 동작을 반복하여 챔버 내부에 설치되어 있는 모든 엘이디 소자의 초기 미세전류에 대한 전압 값을 기록하게 한다. 이러한 동작이 모두 끝난 후 챔버 내부의 엘이디 소자에 대해서 에이징용전류 구동드라이버를 통해 전류를 인가하여 엘이디 소자를 에이징 시험을 하게 한다. 에이징 시험 중에 전압을 정확히 계측하기 위해서 본 발명에서는 다음과 같은 프로세스를 통해 전압을 읽고 정확한 정션온도를 계측할 수 있도록 한다. 인가 전류에 의한 전압변동, 정션온도 변화, 인가전류 종류에 따른 타임 챠트의 설명이 그림 8에 제시되어 있다. Before aging the many LED devices, it is very important to first read the voltage of the initial LED device by applying a very short current to the LED device. At this time, the amount of current and the application time require a low current and a short time such that the LED element does not generate heat due to this current. It was tested to be suitable if the current amount was 1 milliampere (mA) or less and the application time was 200 microseconds (usec) or less. If the current is larger or the pulse application time is longer than this, the temperature may fluctuate during the measurement and the measurement may be inaccurate. Before aging the LED device through the aging current driver, all LED devices are read and stored with the initial microcurrent voltage. After measuring the initial voltage, the LED device is driven by an aging current drive driver so that the aging experiment can be continued by applying a rated aging current to the LED device. In more detail, the order of measurement will be described. A pulse current is read and stored through a pulse current driving driver for the first LED element among the plurality of LED elements mounted in the chamber, and the pulse current is stored in the second LED element. In order to apply the voltage, the electrical signal of the first LED device is disconnected through the electrical signal switching module and the electrical circuit is connected to the second LED to store the voltage by flowing a microcurrent. This operation is repeated to record the voltage value of the initial microcurrent of all the LED elements installed in the chamber. After all these operations, the LED device inside the chamber is subjected to an aging current drive driver to apply the current to the LED device for aging test. In order to accurately measure the voltage during the aging test, the present invention allows the voltage to be read and accurate junction temperature measured through the following process. Figure 8 shows the time chart according to the voltage variation, junction temperature change and applied current type.

도 8은 정션온도 측정에 이용되는 계측알고리즘을 설명하는 파형들을 도시한 것이다. 도 8을 참조하면, 엘이디 소자에 에이징 전류가 흐르기 시작하면 도 8의 (a)와 같이 순간적으로 전압(VF)은 최대치(①)가 되며 그 이후 엘이디 소자에서는 열이 발생하게 된다. 엘이디 소자를 포함하는 반도체 소자는 열이 발생하면 점차 전압이 떨어지는 현상이 벌어진다. 일반적으로 반도체에서는 pn 정션온도는 전압과 상관관계가 있어서 전압을 정확히 계측할 수만 있다면 정션온도를 정확히 알 수가 있다. 계속 에이징 전류를 투입하게 되면 정션온도는 도 8의 (b)와 같이 계속 증가하게 되며, 어느 정도 시간이 흐른 뒤엔 정션온도(Tj)가 안정화된다(②). 정션온도가 안정화되면 에이징전류 구동드라이버에서 펄스전류 구동드라이버로 스위칭을 하고(③), 이때의 전류치는 에이징 전류와 동일한 크기의 직류를 유지한다. 이때 순간적인 전압과 정션온도의 변동(③,④)이 있을 수 있으나 약간의 시간이 경과 후(도 8의 (a)에서 Ts1)에는 다시 안정화(⑤)되므로 큰 문제는 없다. 이 과정은 장비에서 사용자가 프로그램적으로 쉽게 설정할 수 있도록 구성할 수 있다. 정션온도가 안정화되는 소정의 시간(Ts1)이 지난 후 직류를 흘리고 있던 펄스측정 소스(통상의 시판 정밀 펄스측정소스는 직류와 펄스전류를 다 흘릴 수 있다)를 순간적으로 펄스모드로 바꾸고(⑥), 약 1 밀리암페어(mA) 이하의 모니터링 전류를 흘려주게 된다. 이때 펄스 폭은 200 마이크로초(usec) 정도로 한다. 이 조건에서 계측되는 전압 값은 원래 모니터링 전류 값에서의 전압치 A (VM1)가 측정되어야 하지만 실제로는 에이징전류 조건에서 이미 정션온도가 상승되어 있음으로 모니터링 전류로 바뀌어도 미처 냉각될 시간이 없음으로 전압치 A보다 작은 전압치 B (VM2)가 측정이 된다. 이 두 가지 전압치의 차이(ΔVF)를 측정하고 정션온도와 전압과의 관계식으로부터 계산으로 정션온도를 도출할 수 있게 된다. 엘이디에서는 일반적으로 온도와 전압의 관계 값을 케이-인자(k-factor)라고 하며 대략적인 값은 2 mV/℃로 알려져 있지만 엘이디 소자마다 조금씩 그 특성이 다르므로 정션온도를 측정할 때의 이 값은 사전에 미리 정확하게 측정할 필요가 있다. 즉, 별도의 계측기에서 이러한 관계 값을 정확히 계측한 후 본 발명의 신뢰성 수명시험장치의 인자로 넣으면 보다 정밀한 정션온도의 도출이 가능하다. k-factor를 측정하는 방법은 반도체소자에서 일반적인으로 쓰이는 방법이므로 자세한 설명은 생략한다. 측정된 ΔVF값을 케이-인자 값으로 나누면 아래의 식 1에서 우리가 원하는 정션온도를 구할 수가 있게 된다. 또한 시료의 열저항은 정션온도와 열저항과의 관계를 나타내는 식 2에서 도출될 수 있다. 이렇게 하나의 엘이디의 정션온도를 구했으면 에이징 시험 중에 있는 또 다른 엘이디 소자도 이와 동일한 방법으로 정션온도를 구할 수 있다.
Fig. 8 shows waveforms illustrating the measurement algorithm used for junction temperature measurement. Referring to FIG. 8, when the aging current starts to flow through the LED device, as shown in FIG. 8A, the voltage V F becomes a maximum value ① and heat is generated in the LED device thereafter. In the semiconductor device including the LED device, the voltage gradually decreases when heat is generated. In general, the pn junction temperature is correlated with the voltage so that the junction temperature can be accurately known as long as the voltage can be accurately measured. When the aging current is continuously added, the junction temperature continues to increase as shown in FIG. 8 (b), and after some time, the junction temperature T j is stabilized (②). When the junction temperature is stabilized, switching from the aging current driver to the pulse current driver (③), and the current value maintains a direct current with the same size as the aging current. At this time, there may be a momentary change of voltage and junction temperature (③, ④), but after some time has elapsed (T s1 in FIG. This process can be configured to be easily set up programmatically by the user on the device. After a predetermined time (T s1 ) at which the junction temperature stabilizes, the pulse measuring source (normally available precision pulse measuring source which can flow both DC and pulse current) is changed to pulse mode momentarily (⑥ ), A monitoring current of less than about 1 milliampere (mA) flows. At this time, the pulse width is about 200 microseconds (usec). The voltage value measured under this condition should be measured as the voltage value A (V M1 ) at the original monitoring current value, but in practice, the junction temperature has already risen under the aging current condition. The voltage value B (V M2 ) smaller than the voltage value A is measured. The difference between these two voltage values (ΔV F ) can be measured and the junction temperature can be derived from the relationship between junction temperature and voltage. In LED, the relationship between temperature and voltage is generally called a k-factor, and the approximate value is known as 2 mV / ℃, but this value is measured when measuring junction temperature because the characteristics of each LED element are slightly different. Needs to be accurately measured in advance. In other words, by accurately measuring such a relationship value in a separate measuring instrument and put it as a factor of the reliability life test apparatus of the present invention, it is possible to derive more precise junction temperature. The method of measuring the k-factor is a method commonly used in semiconductor devices, and thus detailed description thereof will be omitted. Dividing the measured ΔV F value by the K-factor value gives the desired junction temperature from Equation 1 below. In addition, the thermal resistance of the sample may be derived from Equation 2 representing the relationship between the junction temperature and the thermal resistance. Once the junction temperature of one LED is obtained, the junction temperature can be calculated in the same way for another LED element under aging test.

식 1Equation 1

Figure pat00001
Figure pat00001

(Tj: 정션온도, Ta: 주변온도, ΔVf: VM2-VM1(에이징 시작 전 모니터링전류치로 측정한 전압값과 에이징 진행 중 모니터링 전류치로 측정된 전압값과의 차이))
(T j : Junction temperature, T a : Ambient temperature, ΔVf: V M2 -V M1 (difference between voltage value measured by monitoring current value before aging starts and voltage value measured by monitoring current value during aging process))

식 2Equation 2

Figure pat00002
Figure pat00002

(Tj: 정션온도, Ta: 주변온도, R: 열저항, Vop: 측정 전압, Iop: 투입전류)
(T j : junction temperature, T a : ambient temperature, R: thermal resistance, Vop: measured voltage, Iop: input current)

다음은 도 8의 측정 알고리즘과 측정파형에 대한 추가 설명이다. 본 발명에서는 이와 같이 다채널 엘이디의 에이징 시험 중에 정션온도를 구할 수 있는 방법 뿐 아니라 정션온도의 정확성을 향상시키기 위해서 몇 가지 추가 기능을 고안하였다. 도 8에서 ⑥의 시점에 펄스전류 구동드라이버를 통해 미세전류를 가해 전압을 측정하였지만, 안정적인 전압을 측정하기 위해서 단펄스가 아니라 여러 개의 짧은 펄스전류를 인가해 전압을 측정하여 이를 평균하여 전압을 측정하는 방법을 선택할 수 있다. 도 8에 표시된 기호를 정리하면 다음과 같다.
The following is a further explanation of the measurement algorithm and measurement waveform of FIG. In the present invention, in addition to the method for obtaining the junction temperature during the aging test of the multi-channel LED, several additional functions have been devised to improve the accuracy of the junction temperature. In FIG. 8, the voltage was measured by applying a fine current through the pulse current driving driver at ⑥, but in order to measure stable voltage, several short pulse currents were applied instead of a short pulse to measure the voltage and average the voltage. You can choose how. The symbols shown in FIG. 8 are summarized as follows.

VF : 순방향전압(Forward Voltage) V F : Forward Voltage

VM1 : 에이징 전의 미세전류(Monitoring Current)V M1 : Monitoring Current before Aging

VM2 : 에이징 후의 미세전류(Monitoring Current)V M2 : Monitoring Current after Aging

TS1 : 에이징전류 소스에서 펄스측정 소스로 변경한 후 안정화 시간T S1 : Settling time after changing from aging current source to pulse measuring source

TS2 : 에이징전류에서 미세전류로 내린 후 전압이 포화될 때까지의 시간T S2 : Time from aging current to fine current before voltage saturates

Total IF : 에이징전류 소스와 펄스측정 소스의 총 순방향 전류량 Total I F : Total forward current of aging current source and pulse measuring source

Pulse IF : 펄스측정 소스로부터의 순방향 전류 Pulse I F : Forward current from pulse measuring source

Aging IF : 에이징전류 소스로부터의 순방향전류
Aging I F : Forward current from aging current source

도 9a와 도 9b는 다펄스 전류와 커브 피팅법을 이용하여 정션 온도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 9a를 참조하면, 단펄스로 미세한 전류를 흘리고 전압을 읽은 후에 이를 저장한다. 이어서, 엘이디 소자는 일정한 시간이 지나면 점차 식어감에 따라 전압이 상승하게 된다(파란색 원으로 표시한 부분). 이를 약간의 시간주기로 전압을 읽어 가면 도 9b와 같은 곡선이 나타나게 된다. 이때 곡선을 커브 피팅법(Curve Fitting)을 통해 세로축과의 교점(파란색 원으로 표시한 부분)을 구하면 이때가 에이징중 상승된 정션온도가 미쳐 냉각이 되기전 기준 모니터링 전류(Im)를 가했을때의 대한 정확한 전압으로 생각할 수가 있으며 이로서 좀 더 정확한 정션온도를 구할 수 있다.9A and 9B are diagrams for explaining a method of measuring junction temperature using a multipulse current and a curve fitting method. Referring to FIG. 9A, a minute current flows in a short pulse and the voltage is read and stored. Subsequently, the LED element increases in voltage as it cools down after a certain time (indicated by a blue circle). When the voltage is read at a slight time period, a curve as shown in FIG. 9B appears. At this time, the curve is obtained by the intersection of the vertical axis (marked with a blue circle) through the curve fitting method. When the junction temperature rises during aging, the reference monitoring current (Im) is applied before cooling. It can be thought of as an accurate voltage for the circuit, and thus a more accurate junction temperature can be obtained.

도 10은 지금까지 설명한 정션 온도 측정방법을 순서도로 표시한 것이다.10 is a flowchart illustrating a method of measuring junction temperature described so far.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 일 구현예를 이용하여 설명한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에서 설명된 구현예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 구현예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되어야 한다.The above description has been made using the embodiments of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the present invention. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims, and all technical ideas falling within the scope of the present invention shall be included in the scope of the present invention.

100: 엘이디 실시간 수명평가 장치 110: 챔버
111: 챔버 도어 120: 지그 플레이트
121: 엘이디 소자 130: 커넥팅 부
131: 커넥팅 슬롯 140: 광 측정부
141: 윈도우 142: 광센서
143: 시감필터 일체형 광센서 144a: 광 파이버
144b: 광 파이버 접속 어뎁터 145: 워터 자켓
147: 포토다이오드 150: 단열부
170: 냉각 배관 170a: 입력 냉각 배관
170b: 출력 냉각 배관 171a: 입력 냉각수 배관
171b: 출력 냉각수 배관 172: 워터 자켓
173a: 입력 에어 배관 173b: 출력 에어 배관
201: 챔버
202: 펄스전류 구동드라이버 및 전압 측정기
203: 전기신호 스위칭 모듈
204: 에이징용전류 구동드라이버 및 전압 측정기
205: 엘이디 소자
100: LED real-time life evaluation device 110: chamber
111: chamber door 120: jig plate
121: LED element 130: connecting portion
131: connecting slot 140: optical measuring unit
141: window 142: light sensor
143: light sensor integrated optical sensor 144a: optical fiber
144b: optical fiber connection adapter 145: water jacket
147: photodiode 150: heat insulation
170: cooling piping 170a: input cooling piping
170b: output cooling piping 171a: input cooling water piping
171b: output coolant piping 172: water jacket
173a: input air piping 173b: output air piping
201: chamber
202: pulse current driver and voltage meter
203: electric signal switching module
204: aging current driver and voltage meter
205: LED element

Claims (3)

엘이디 소자의 작동 온도를 제어하기 위한 챔버;
상기 챔버의 내부에 설치되고 복수개의 엘이디 소자가 장착될 수 있으며 엘이디 소자에서 발생되는 열을 방출할 수 있는 지그 플레이트;
상기 챔버의 내부에 설치되고, 상기 지그 플레이트에 장착된 엘이디 소자에서 발광된 광 출력을 측정할 수 있는 광 측정부;
상기 광 측정부의 외부를 감싸서 챔버와 광 측정부를 열적으로 차단시키는 단열부; 및
상기 단열부 내부에 설치되고, 상기 광 측정부에 포함된 포토다이오드를 냉각하기 위한 워터 자켓;을 포함하는 엘이디 실시간 수명평가 장치.
A chamber for controlling the operating temperature of the LED element;
A jig plate installed in the chamber and mounted with a plurality of LED elements and capable of dissipating heat generated by the LED elements;
An optical measuring unit installed inside the chamber and capable of measuring light output emitted from an LED element mounted on the jig plate;
An insulating part surrounding the outside of the optical measuring part to thermally block the chamber and the optical measuring part; And
And a water jacket installed inside the heat insulation part and cooling the photodiode included in the light measuring part.
청구항 1에 있어서,
상기 지그 플레이트는 챔버 내부에 복수개로 구비되고, 지그 플레이트의 두께,재질 및 형상을 각각 다르게 구성하여 엘이디 소자의 동작 온도를 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 엘이디 실시간 수명평가 장치.
The method according to claim 1,
The jig plate is provided in plural inside the chamber, by configuring the thickness, the material and the shape of the jig plate differently, it is possible to change the operating temperature of the LED element, characterized in that the LED real-time life evaluation device.
청구항 1에 있어서,
엘이디 실시간 수명평가 장치는 정션온도 측정부를 더 포함하고, 상기 정션온도 측정부는 엘이디 소자의 에이징에 필요한 전류를 인가하는 에이징전류 구동 드라이버, 엘이디 소자의 구동 초기 전압을 측정하기 위한 펄스전류 구동드라이버 및 펄스전류 구동드라이버의 신호를 선택적으로 엘이디 소자에 전달하기 위한 전기신호 스위칭 모듈로 이루어진 것을 특징으로 하는 엘이디 실시간 수명평가 장치.
The method according to claim 1,
The LED real-time life evaluation device further comprises a junction temperature measuring unit, the junction temperature measuring unit is an aging current driving driver for applying a current required for aging of the LED element, a pulse current driving driver for measuring the driving initial voltage of the LED element and pulse LED real-time life evaluation device comprising an electrical signal switching module for selectively transmitting a signal of the current drive driver to the LED element.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104198958A (en) * 2014-09-18 2014-12-10 苏州承腾电子科技有限公司 LED (light emitting diode) aging test cabinet
CN104198959A (en) * 2014-09-18 2014-12-10 苏州承腾电子科技有限公司 Novel LED lamp aging experiment cabinet
CN109884500A (en) * 2019-02-28 2019-06-14 西安易朴通讯技术有限公司 Burn-in test cabinet
CN110793909A (en) * 2019-10-16 2020-02-14 安徽芯瑞达科技股份有限公司 Method for accelerating resin crack test by LED
KR102186744B1 (en) * 2019-05-31 2020-12-04 한국산업기술시험원 Apparatus for accelerated life test of led
CN115792585A (en) * 2023-02-10 2023-03-14 湖南进芯电子科技有限公司 Integrated circuit aging test method and device and readable storage medium

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108304016B (en) * 2018-02-28 2021-01-22 京东方科技集团股份有限公司 Aging protection device, control method thereof and aging protection system
CN110361675A (en) * 2019-08-16 2019-10-22 惠州市盈晖电子有限公司 A kind of LED backlight ageing tester

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100762853B1 (en) * 2006-04-27 2007-10-08 (주)티에스이 Led test system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104198958A (en) * 2014-09-18 2014-12-10 苏州承腾电子科技有限公司 LED (light emitting diode) aging test cabinet
CN104198959A (en) * 2014-09-18 2014-12-10 苏州承腾电子科技有限公司 Novel LED lamp aging experiment cabinet
CN109884500A (en) * 2019-02-28 2019-06-14 西安易朴通讯技术有限公司 Burn-in test cabinet
KR102186744B1 (en) * 2019-05-31 2020-12-04 한국산업기술시험원 Apparatus for accelerated life test of led
CN110793909A (en) * 2019-10-16 2020-02-14 安徽芯瑞达科技股份有限公司 Method for accelerating resin crack test by LED
CN110793909B (en) * 2019-10-16 2022-04-12 安徽芯瑞达科技股份有限公司 Method for accelerating resin crack test by LED
CN115792585A (en) * 2023-02-10 2023-03-14 湖南进芯电子科技有限公司 Integrated circuit aging test method and device and readable storage medium

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