濕熱條件下LED燈具失效模式和失效機理研究.pdf

1、隨著節(jié)能減排的浪潮,發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode,LED)燈具以其節(jié)能、環(huán)保、壽命長等優(yōu)點逐步進入通用照明、景觀照明及舞臺照明等領(lǐng)域。在其探索與應(yīng)用的過程中,常會遇到如高溫、潮濕、震動等惡劣的環(huán)境。各種可靠性問題,如光通量衰減、色坐標(biāo)漂移、色溫變化和死燈現(xiàn)象,嚴(yán)重阻礙了LED燈具的推廣應(yīng)用。本文針對10W LED射燈非驅(qū)動部分的可靠性問題展開了以下研究:
　　1、為了監(jiān)測LED燈具退化過程中偽結(jié)溫的變化,首

2、先研究LED燈具數(shù)字電壓表偽結(jié)溫測量方法,并驗證其可行性。通過試驗數(shù)據(jù)具體探討了其準(zhǔn)確度、誤差補償及適用范圍幾個問題。
　　2、為了探討LED燈具在濕熱加速試驗中的應(yīng)力極限及關(guān)鍵失效模式,利用控制變量法開展了一系列試驗。首先,對同種LED燈具樣品進行步進溫度高加速壽命試驗及恒濕步進溫度高加速壽命試驗,對比分析了濕度存在對同一種LED燈具工作時產(chǎn)生的失效模式及其程度。其次,對比分析了兩種不同LED射燈在相同的濕熱老化環(huán)境下光色參數(shù)、

3、電參數(shù)及熱阻值的變化差異。
　　3、為了研究LED透明灌封硅膠退化對LED燈具退化的主要影響類型以及其程度,以樣品類型作為變量,保持其余環(huán)境應(yīng)力不變,分別對LED射燈和相應(yīng)的LED透明密封硅膠進行相同的老化試驗,對比其單位面積造成的光色參數(shù)退化差異。
　　4、為了通過失效分析給出能夠提高LED燈具可靠性的建議,運用實驗推理方法,通過高加速壽命試驗、失效分析、有限元模擬及查閱文獻的結(jié)果,深入分析可能造成樣品失效或退化的原因。<

4、br>　　研究結(jié)果表明:①只要對測量結(jié)果進行合理補償(本文為10℃),數(shù)字電壓表結(jié)溫測量方法可以被應(yīng)用于LED燈具偽結(jié)溫的測量,并可以用于監(jiān)測LED燈具老化過程中與熱路徑、電性能有關(guān)的退化;②在濕熱高加速壽命試驗中,LED燈具的色坐標(biāo)、色溫、光通量的退化速度都明顯高于其在熱高加速壽命試驗中的速度,固濕熱應(yīng)力加速方法更適用于LED燈具的可靠性研;③在不考慮燈罩和驅(qū)動的情況下, LED燈具加速可靠性試驗溫度應(yīng)力極限可以達到125℃,這個溫度

5、區(qū)間既能夠保證 LED燈具迅速發(fā)生退化,又能夠避免新的失效機理形成;④在熱、濕熱兩種加速老化過程中發(fā)生的失效模式有透鏡開裂、燈罩裂紋、熒光粉及支架變色,失效原因與熱失配、清洗工藝不良、散熱不良有關(guān);硅膠退化對LED燈具光參數(shù)退化的影響主要體現(xiàn)在色坐標(biāo)漂移;⑤提高LED燈具可靠性措施包括:優(yōu)選界面導(dǎo)熱材料以改善散熱;選擇熱匹配材料以減小應(yīng)力;改善清洗工藝以減少變色、沾污等造成的失效。
　　本文明確了造成LED燈具失效或退化的原因,能