这种快速老化试验方法 LED应用厂可以试试！

　　【LED网讯】摘要:本文以LED封装的五大原物料及五大制程为基础，分析影响LED寿命的的主要因素，以高温、大电流为试验条件，探讨快速老化试验快速分析甄别LED。为快速导入LED厂商做依据。

　　关键词：LED封装物料、快速老化

　　引言

　　随着LED产品的不断发展，LED行业无论是从上游的晶片，中游的封装还是下游的应用都呈现出百花齐放模式。然而现在正从百花齐放的状态往大洗牌的模式发展，如何在LED大洗牌中存活起来，其中最大的因素就是提高自身产品的性价比。所以目前LED行业无论是飞利浦、OSRAM等LED巨头还是一些国内小规模公司都在进行残酷的价格战。而对于LED照明产品，LED颗粒占成本比例最高，所以LED应用厂会不停的寻找低成本的LED颗粒供应商，而LED颗粒供应商要使自己产品更有性价比就一定要做降本。所以LED芯片、金线、支架等这些原物料就首当其冲被替换。

　　就目前来讲LED颗粒单价的降本频率已经从之前的季度降本提高到每月降本，所以如何对LED信赖性做好把关非常关键。如果采用LM 80/LM 79的测试方式显然不能满足应用厂的要求，LM 80的测试周期一般正常为6000hr，按照这样的方式验证完成后LED颗粒的价格早已做过几次更新。所以对于LED应用厂来说，需要在最短的时间内对一款LED信赖性作出判断，即探讨一种低成本、快速、有效的筛选LED颗粒的方法。

　　LED封装物料介绍

　　如上图(1)所示，LED主要的原物料有封装胶、金线、晶片、固晶胶、支架五个部分。每种物料都会直接影响LED性能。例如较差的封装胶不但会导致出光效率低，更会导致材料容易受潮，硫化风险增大。

　　随着LED封装企业越来越多，迫于成本及竞争淘汰的压力，封装厂使用的线材已经从刚开始的99.99%的纯金线演变成K金线，镀钯铜线，而这些线材导热率会下降，而且延展性降低，这样对于外界产生的应力会很敏感，很容易产生断线，举例来讲，因为LED为潮湿敏感性器件，如果LED中有水汽进入，当贴片完成后过回流焊时会因热膨胀产生应力，如果线材延展性不好会很容易因应力导致断线，从而造成过回流焊后死灯现象严重。

　　另外迫于成本的压力，很多封装厂是都在减小晶片的尺寸，并且过电流操作例如早期10*30mil晶片只会做到0.1W，驱动到30mA，而现在有些厂商会过载到100mA，这样已经超过此晶片的最大承受电流，光衰的风险太大。

　　对LED寿命影响较大的另一个重要物料就是支架。 对于同样一颗LED，在成本不变的前提下，要获取更多的光通量，最有效的方法就是过电流来驱动，但是这样操作会造成电流密度过大，从而导致热量的增加非常大，如下图2所示使用同一家2835 1W LED做蜡烛灯,推不同电流对应的温度。

图2 LED不同驱动电流对应温度(测试仪器：红外热像仪)

　　从上图可以看出，LED驱动电流下降20%，对应的LED芯片表面温度下降17%。另外130°已经超过了LED芯片的最大承受温度(一般中小功率芯片为115°，较好点的为125°)。过高的温度不但导致LED芯片损伤，荧光粉激发效率降低，也会使支架上的反射盖黄化，从而最终都会导致LED光衰严重。

　　目前中小功率(0.5W以下)使用的还是PA9T，有些厂商出于成本的考量甚至还在使用PA6T，不耐高温。对于耐高温来讲表现最好的为EMC，其次为PCT，然后是PA9T，PT6T表现最差。

　　LED快速老化的方法探讨

　　本文基于LED应用厂探讨LED颗粒快速老化试验方法，当LED应用厂拿到LED封装厂提供的样品后，分三部分进行筛选测试：①.对LED颗粒进行初始光电参数测试，包括不同参数下的光电参数，芯片尺寸等；②.常温、1.5倍电流快速老化测试；③.85℃、标称电流快速老化测试。下面以一个实际案例进行说明。

　　需要说明的一点是：本文中的快速老化试验所作出的寿命推估只做参考使用，目前还没有一个快速老化试验的标准，所以此方法仅作为照明应用厂在同等试验条件下将多家供应商的LED颗粒进行比较试验，择优选取的参考。

　　初始光电参数测试及芯片尺寸量测

　　对A、B两家LED颗粒样品进行初始参数测试，测试结果如表1，从表格中可以看出A、B两家材料初始光通量相当，其中B厂商电压较低，整体光效会高于A厂商。

表1  A、B两家LED颗粒初始光电参数

　　从晶片2D图可以看出A厂商使用的晶片尺寸大于B厂商，A厂商芯片的最大承受能力会大于B厂商，即在过电流操作的情况下，A厂商的的光衰会小于B厂商(2.2.4的老化试验也证明了这点)。

图3  A、B厂商芯片2D图

　　常温、1.5倍电流快速老化

　　各取5pcs(有条件的可取适当取多点数量)进行常温(25℃)，1.5倍电流(225mA)快速老化试验，分0hr、48hr、96hr、168hr四个阶段测试光电参数，以光通量的变化量计算出各节点衰减比例。如表2所示。并根据各节点衰减比例模拟出LED颗粒的寿命曲线，如表3所示。从寿命曲线图可以看出A厂商的LED寿命明显优于B厂商。

表2 常温、1.5倍电流光通量衰减比例

表3 常温、1.5倍电流寿命推估图

　　85℃、标称电流快速老化

　　各取5pcs(有条件的可取适当取多点数量)进行85℃、标称电流(15mA)快速老化试验，分0hr、48hr、96hr、168hr四个阶段测试光电参数，以光通量的变化量计算出各节点衰减比例，如表4所示。并根据各节点衰减比例模拟出LED颗粒的寿命曲线，如表5所示。从试验结果看，高温老化试验中，A厂商寿命也会比B厂商高。

表4  85℃、标称电流光通量衰减比例

表5  85℃、标称电流寿命推估图

　　小结

　　通过本章的讨论我们可以探讨出适用于应用厂的快速筛选LED的方法：在同时拿到多家封装厂LED的时候，首先可以对LED进行解剖，量测LED芯片尺寸，一般芯片越大抗ESD、抗大电流能力肯定越好；其次进行常温、1.5倍(或者双倍)快速老化试验以及85℃、标称电流老化试验，根据0hr、48hr、96hr、168hr各节点的光通量衰减比例绘制出寿命推估，比较各厂商的光通量维持率能力，从而比较判断各厂商的优劣，最后可以结合各厂商LED的单价在最短时间内选择最具性价比的LED颗粒。