张万生:利用元器件标准评估LED可靠性

 中国电子报、电子信息产业网  作者:张万生
发布时间:2012-04-06
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  中国电子科技集团公司第十三研究所 张万生


  如今白光LED照明已经实用化、产业化,其光效已超过传统的白炽灯、荧光灯,充分显示出节能、环保的特色。随着LED照明的日益广泛的应用,其可靠性越来越受到人们的关注。面对激烈的市场竞争,业内人士急盼出台一套LED可靠性标准,这不仅可用来评估LED的可靠性,还可以用来辨别产品的优劣,确保我国的LED产业健康有序的发展。殊不知有些电子元器件(含半导体器件)及其应用产品的许多可靠性标准对LED也是适用的。针对这种情况,有必要向大家概略地介绍几个可用于LED可靠性评估的电子元器件标准,以便引导大家去学习和掌握,能够将其运用于
LED。这几个标准公布已久,时间跨度从上个世纪80年代到今已有30年左右时间,作为传统标准,多年来经过了时间和实践的检验。在此介绍的这些标准中,有的完全适用于LED,有的则可以作为制定LED相关标准的参考和依据。


  1.电子元器件的加速寿命试验总则(GB 2689.1-81简称总则)


  该标准用来定量地评估电子元器件的可靠性,在制定有可靠性要求指标的产品技术标准时,可为试验的产品提供统一的方法。电子元器件特别是半导体器件的工作寿命长达几十万小时,要获得寿命数值一般采用热加速的方法,这就是所谓的加速寿命试验。“总则”规定了热加速寿命试验的实施细节,它包括:抽样、试验应力、失效时间的确定、参数测试、失效分析、失效有效性判断、数据处理、试验报告等等。这些对LED器件都是完全适用的。


  2.电子元器件的寿命估计方法(GB 2689.3-81和GB 2689.4-81)


  该标准规定了电子元器件加速寿命试验数据处理的方法和程序,按抽样数量分为简单线性无偏估计和最好线性无偏估计两种方法。由于试验是在器件的磨损失效期,直到达到规定失效数试验方可终止,因此又称为“定数截尾”。使用该方法可以求得器件的平均寿命、失效率、激活能等多项可靠性参数。这是工程上常用的评估电子元器件寿命的方法,对于LED器件同样适用。


  3.半导体器件耐久性的评估方法(GB/T 4589.1-2006)


  该标准是国际电工委员会电子元器件质量评定体系的一部分,它规定了半导体器件质量评定的总程序和总原则,其中有耐久性试验。按照批允许不合格率抽样,对于LED
器件的耐久性是指LED器件在规定的环境温度下,在给定的时间内,允许的失效数,若超过允许失效数则判为不合格(拒收)。由于试验是在给定的时间内进行,时间一到则试验终止,因此又称为定时截尾。此法可在较短时间内评估器件质量。LED器件的耐久性主要体现在:在规定的环境温度下,在给定的时间内光输出
(光通量、色温、显色指数、色容差等参数)的劣化。


  4.LED应用产品寿命的评估方法(GB 5080.4-85)


  此方法是用于电子设备可靠性评估的,但可以引用此标准中定时截尾方法求得LED应用产品的平均无故障寿命和失效率,并且能够得到给定置信度下的寿命下限值。


  5.LED器件寿命试验的图估法(GB 2689.2-81)


  该标准主要用于判断定数截尾的寿命试验数据是否有异常情况,或者判断数据处理结果是否正确。工程常用的是威布尔分布的图估法,作为判断试验是否正确的工具具有较强的普适性,显然对LED器件也是适用的。运用威布尔分布的图估法对于从事LED寿命试验的技术人员来说则是一项必须掌握的基本功。


  多年的实践表明:上述5个标准从器件到应用产品都是可行的,已经成为电子行业元器件生产厂家制定产品标准和技术规范的依据,对LED的可靠性的评估同样适用。对于急盼LED可靠性标准出台的人,建议先把这几个标准弄懂吃透,做到活学活用。上述5个电子元器件可靠性标准,不仅可为LED可靠性标准的制定发挥承前启后、继往开来的作用,还可与已经公布的LED标准一起成为净化LED市场的法规。深信,随着LED技术的进步与发展,在传统标准的基础上,将会有更多新的LED行标和国标来为LED产业健康有序发展保驾护航。


来源:中国电子报            责任编辑:
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