大功率LED品質(zhì)測試

一、引言

半導(dǎo)體照明被國家“十一五”計劃作為支持重點，綠色照明、節(jié)能照明等新詞語已隨處可見，而在半 導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)中，大功率發(fā)光管應(yīng)該處在絕對引導(dǎo)地位。目前國內(nèi)大功率LED封裝的生產(chǎn)廠家風(fēng)生水起，遍地開花。但事實上大部分LED應(yīng)用廠家還是采用進(jìn)口或臺灣或國內(nèi)極少數(shù)知名企業(yè)的發(fā)光管，對國產(chǎn)大功率LED普遍缺乏信任。尤其表現(xiàn)在LED的散熱工藝、光度衰減、色度變化、光色一致性等等方面。本文將著重討論如何通過有效測試手段發(fā)現(xiàn)LED存在的質(zhì)量隱患、如何對LED進(jìn)行快速有效分光分色來進(jìn)行光色控制。

二、老化試驗

大家都知道LED尤其大功率LED在初始點亮階段光度都會有一定的衰減，封裝企業(yè)為了提供給應(yīng)用廠家發(fā)光穩(wěn)定的產(chǎn)品或者應(yīng)用廠家為了獲得穩(wěn)定的LED源材料，通常都會做一些老練試驗。當(dāng)然LED老練試驗有多種方式，如常規(guī)性老化、過電流沖擊破壞性試驗等等。

任一顆LED特性變化不會影響到別的LED老化參數(shù)，但事實上靠電阻限流的方式是不可靠的，電阻本身阻值漂移和LED自身電壓特性變化都會嚴(yán)重影響LED參數(shù)。顯然，第4種單管恒流老化抓住了LED電流工作特性，是最科學(xué)的LED老化方式。老化在試驗過程中應(yīng)該是一個非常重要的過程，但在很多企業(yè)往往會被忽視，不能進(jìn)行正確有效的老化，后面對LED本身所進(jìn)行的包括亮度、波長等所有參數(shù)的分析都將不確定。

過電流沖擊性老化也是廠家經(jīng)常使用的一種老化手段，通常使用頻率可調(diào)、電流可調(diào)并且占空比可調(diào)的恒流源進(jìn)行此類老化，以期待短時間內(nèi)判斷LED的品質(zhì)及預(yù)期壽命。

三、光衰試驗

大功率LED的光度衰減（包括光通量衰減、顏色變化等），是衡量LED品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)，是很多LED生產(chǎn)廠家和LED用戶極為關(guān)心的問題，故而LED的光度衰減測試在LED品質(zhì)測試中就顯得舉足輕重。

目前廠家一般測試的方法有三種：1.目測，即持續(xù)點亮LED，用眼睛觀察其亮度及顏色的變化情況。2.光色測試儀器分析，即持續(xù)點亮LED過程中，不斷取下LED放入光色測試儀器中測試，記錄測試結(jié)果，最后通過EXCEL等工具繪制測試結(jié)果報表。 3.使用專業(yè)的光衰測試儀器測量，即將LED放入測試系統(tǒng)中持續(xù)點亮，系統(tǒng)實時跟蹤并監(jiān)測LED亮度、顏色變化，自動生成數(shù)據(jù)報表，為廠家對LED光衰分析提供更為客觀更為科學(xué)的數(shù)據(jù)。

四、有效分光分色

近年來，LED應(yīng)用產(chǎn)品尤其是半導(dǎo)體照明產(chǎn)品對大功率LED需求越來越旺，同時對LED的品質(zhì)要求也越來越高，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.正向電壓測試：

正向電壓的范圍需在電路設(shè)計的許可范圍內(nèi)，很多客戶設(shè)計驅(qū)動發(fā)光管點亮都以電壓方式點亮，正向電壓大小直接會影響到電路整體參數(shù)的改變，從而會給產(chǎn)品質(zhì)量帶來隱患。另外，對于一些電路功耗有要求的產(chǎn)品，則希望保證同樣的發(fā)光效率下正向電壓越低越好。

2.反向漏電流測試：

反向漏電流在加載一定的電壓下要低于要求的值，生產(chǎn)過程中由于靜電、芯片質(zhì)量等因素引起LED反向漏電流過高，這會給LED應(yīng)用產(chǎn)品埋下極大的隱患，在使用一段時間后很容易造成LED死燈。

3.光通量分檔：

光通量值是LED用戶很關(guān)心的一個指標(biāo)，LED應(yīng)用客戶必須要知道自己所使用的LED光通量在哪個范圍，這樣才能保證自己產(chǎn)品亮度的均勻性和一致性。

4.主波長分檔：

對于單色光LED來說，主波長是衡量其色參數(shù)的重要指標(biāo)，主波長直接反映人眼對LED光的視覺感受。

5.色品坐標(biāo)x，y分檔：

對于白光或者單色光都可以用色品參數(shù)來表達(dá)LED在哪個色區(qū)域，一般都要求四點x，y確定一個色品區(qū)域，必須通過一定測試手段保證LED究竟是否落在所要求的四點x，y色品區(qū)域內(nèi)。

6.相對色溫分檔：

對于白光LED色溫是表征其顏色行業(yè)中用得比較多的一個參數(shù)，此參數(shù)可直接表征LED色調(diào)是偏暖還是偏冷還是正白。

7.顯色指數(shù)分檔：

顯色指數(shù)直接關(guān)系到光照射到物體上物體的變色程度，對于LED照明產(chǎn)品這個參數(shù)就顯得非常重要。目前國內(nèi)很多廠家通過專業(yè)的大功率LED分光分色機(jī)進(jìn)行自動分檔。

五、結(jié)束語

隨著科技的不斷進(jìn)步，新光源的不斷涌現(xiàn)，為建筑化照明設(shè)計提供了非常有利的條件，大功率的LED作為一種新型的照明技術(shù)，具有工作電壓低、耗電量小、發(fā)光效率高、發(fā)光響應(yīng)時間極短、光色純、結(jié)構(gòu)牢固、抗沖擊、耐振動、體積小、成本低等一系列優(yōu)點，開始為很多人所接受。但是不可否認(rèn)，目前由于國內(nèi)大功率LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還處在性能的提高階段和有限應(yīng)用的初始階段，其光特征存在光色不均勻等問題，在發(fā)光效率、色溫及顯色指數(shù)上有其局限性。所以我們必須通過完善的測試手段，來確保技術(shù)研發(fā)的順利進(jìn)行，提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時也希望我們國家能盡快制定出半導(dǎo)體照明的標(biāo)準(zhǔn)體系，從而能有效規(guī)范半導(dǎo)體照明市場。