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加速寿命试验方法


8.2.2 试验截止时间必须保证LED的初始光通量(或光功率)产生足够的退化,为 减少试验数据的误差,第一个数据点的退化量应大于仪器测量误差,可以采用 图估法(在概率纸上描点划线或运用计算机)进行线性拟合,选取偏离直线最小、 光输出衰减较大的试验数据点,该数据点的累计时间即为试验截止时间,通过 公式<8.2-2>计算给定结温下的失效时间(工作寿命Lc,i),这样可以缩短试验 时间。
1 适用范围
本标准规定了求取LED(以下简称产品)平均寿命的恒定应力加速寿命试验的数据获 取和数据处理方法。它适用于各种单色光LED光输出和不考虑色温变化白光LED 的慢 退化模式。
2 引用文件
GB 2689.1-81 恒定应力寿命试验和加速寿命试验方法总则
GB 2689.2-81 寿命试验和加速寿命试验的图估计法(用于威布尔分布)
前言
平均寿命是电子元器件最常用的可靠性参数,发光二极管的平均寿命一般以光通量(光 功率)的衰减值作为单一失效判据来获取试验数据,这时采用本标准给出的一种可缩短试 验时间获取试验数据的方法和比较简易的数据处理程序(简称退化系数外推解析法)。当 白光LED需要考虑色温漂移时,以色温漂移为单一判据的白光LED或同时考虑色温漂移和 光通量衰减具有2个失效判据的白光LED,则采用常规的定数截尾法获取试验数据,并采 用已有的国家标准:寿命试验和加速寿命的简单线性无偏估计法(GB 2689.3-81)、寿 命试验和加速寿命的最好线性无偏估计法(GB 2689.4-81)来进行数据处理,然而这 种情况则需要较长的试验时间,而且数据处理的方法也比较复杂。 因此我们在制定“LED寿命试验方法”的标准分为2个阶段: (1)以光通量(光功率)的衰减值作为单一失效判据来获取试验数据,采用退化系数外推
7.1 试验中应测量的主要参数为光通量(或光功率)、色温(色坐标),其它 参数为热阻、 正向电压、色容差等。测量方法及要求应符合SJ/T 2355-2006 中的相关规定。 7.2 测试环境、测试仪器及测试设备的要求应符合产品技术标准的有关规定。 7.3 在没有自动记录的试验中,具体产品测试间隔时间的选择,可通过摸底试 验来确定。测试间隔时间的长短与施加应力的大小有关,施加应力小,则测 试间隔长;施加应力大,则测试间隔短。每个加速应力水平下的寿命试验的 测试数据点数m不应少于5个(m≥5)。 7.4在没有自动记录的试验中取出样品进行测试到再次投入样品继续进行试验 的时间一般不应超过24小时。 7.5 试验过程中,每次测试均应使用同一测试仪器和工具,如必须更换时,则 必须经过计量,以便保证测试精度。
GB 2689.3-81 寿命试验和加速寿命试验的简单线性无偏估计法(用于威布尔分布)
GB 2689.4-81 寿命试验和加速寿命试验的最好线性无偏估计法(用于威布尔分布)
GB/T 4589.1 -2006 分立器件和集成电路总规范
SJ/T 2355-2006 半导体发光器件测试方法
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LED的寿命试验方法
中电科技集团第十三研究所 张万生 赵敏 国家半导体器件质量监督检验中心 徐立生
目录
1.前言
2.适用范围 3.定义 4.样品及试验应力 5.失效判据 6.参数测试失效时间和失效数的确定 7.数据处理方法 8.试验案例 9.加速模型检验 10.讨论 11.结语
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解析法处理试验数据(也可采用GB 2689.3-D已较成熟,现已可形成标准申报实用。 (2)当白光LED需要考虑色温漂移时,其失效判据及数据处理方法我们正处于 研究之中。 待成熟时,将采用线性无偏估计的方法单独形成另一标准。
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LED寿命试验方法
Pt = P0 exp(-βt)
<8.2-1>
式中:P0为初始光通量(或光功率);Pt为加温加电后对应某一工作时间的光通量
(或光功率);β为某一结温下的退化系数;t为某一产品的试验截止时间。
ln C Lc,i =ti ln Pt,i P0,i
<8.2-2>
式中:i为不同的试验环境温度的应力水平,可取为1、2、…r;Lc,i为某一结温下的 工作寿命,C= Pt/ P0 ;
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失效时间和失效数的确定
8 失效时间和失效数的确定
8.1 有自动实时记录装置的,以自动记录到的时间计算。
8.2 对于以光通量衰减作为单一失效判据
8.2.1 通过光通量衰减系数计算某一产品的试验截止时间和某一结温下的工作寿命(简 称退化系数外推解析法),按不同应用要求,取光通量衰减到初始值的50%或70 %作为失效判据。计算公式如下:
定义
3 定义 3.1 LED产品寿命
LED产品寿命是在规定的工作电流和环境温度下,光输出下降到规 定数值的工作时间,它是一个随机变量,在掌握了一批产品的统 计规律后,可以得到其中某一个产品寿命小于某一数值的概率。 3.2平均寿命 平均寿命是LED产品寿命的平均值,对于不可维修的LED产品,通 常用“失效前的平均工作时间”(MTTF)来表示,其意义是LED 产品失效前的工作时间的平均值(数学期望值)。
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失效判据
6 失效判据 6.1光通量(或光功率)的衰减
对于单色光LED或白光LED(不考虑色温时)可根据不同应用要求,取光通量衰 减到初始值的50%或 70%作为失效判据。还可根据具体情况,取大于70%的加严 值。 6.2 色温漂移《见13.5(2)》
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参数测试
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样品及试验应力
4 样品 4.1抽样
参加试验的样品必须选择同一设计的产品型号具有代表性的规格,在经过老化 筛选和质量一致性检验合格批的母体中一次随机抽取。通过老化筛选剔除快退 化和突然失效器件。 4.2样品数量 每个应力水平下的小功率样品数量不少于10只,功率型产品不少于5只。 5 试验应力 一般情况下,一个完整的加速寿命试验其应力水平应不少于3个。为了保证试 验的准确性,最高应力和最低应力之间应有较大的间隔。其中一个应力水平应 接近或等于该产品技术标准中规定的额定值。最高应力水平不得大于该产品的 结构材料、制造工艺所内承受的极限应力,以免带进新的失效机理。
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