GB/T36361-2018
LED加速寿命试验方法
AcceleratedlifetestmethodforLED
- 中国标准分类号（CCS）L45
- 国际标准分类号（ICS）31.260
- 实施日期2019-01-01
- 文件格式PDF
- 文本页数13页
- 文件大小671.45KB
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LED加速寿命试验方法
国家标准 GB/T36361一2018 LED加速寿命试验方法 AcceeratedlifetestmmethodforLED 2018-06-07发布 2019-01-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/36361一2018 目 次 前言 引言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 -般要求 恒定温度应力试验程序 数据处理方法 试验数据分析及处理 试验报告 附录A(资料性附录》相关数据填写格式示阁 参考文献
GB/36361一2018 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
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本标准由工业和信息化部(电子)归口
本标准起草单位:电子科技集团公司第十三研究所国家半导体器件质量监督检验中心
本标准主要起草人;赵敏、张瑞霞,黄杰,刘东月,张晨朝,茹志芹、徐立生,李长普
GB/T36361一2018 引 言 寿命试验是在实验室模拟各种使用条件来进行的
为了缩短试验时间,在不改变失效机理的条件 下,用加大应力的方法来进行试验,称为加速寿命试验
通过加速寿命试验可以快速评价产品的使用寿 命
本标准给出了恒定温度应力加速寿命试验
发光二极管(简称LED)一般以光通量的衰减值作判据来获取试验数据,常规的方法需要较长的试 验时间,本标准给出了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 系数解析法),可以在较短的试验时间内获得LED的光通维持寿命
白光LED同时将光通量衰减和色度参数(相关色温、显色指数、色容差等)漂移二者作为失效判据 时,也可以采用寿命试验和加速寿命的图估计法或最好线性无偏估计法来获取白光LED的平均寿命， 但是它需要较长的试验时间,具体可以参考GB/T2689.2-1981《寿命试验和加速寿命试验的图估计法 用于威布尔分布)).GBy/T2689.4一1981《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 2018(LED应用产品可靠性试验的点估计和区间估计(指数分布). 尔分布)》和GB/T36362 IN
GB/36361一2018 LED加速寿命试验方法 范围 本标准规定了通过恒定温度应力加速寿命试验得到LED光通维持寿命的试验方法
本标准适用于光通量慢退化失效模式的可见光LED. 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
件
GB/T2689.1一1981恒定应力寿命试验和加速寿命试验方法总则 s/T1139！一2009半导体发光二极管测试方法 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件
3.1 初始值initialvalue 加速寿命试验初始(oh)时测得的光电参数值
3.2 LED光通维持寿命LEDluminousmaintaimlife 在规定工作条件下,LED光通量衰减至规定值的连续工作时间
注1;LED光通维持寿命单位为小时(h). 注2:规定值通常为初始值的70%
注3，对于蓝光LED一般为辐射通量
-般要求 4.1环境条件 除非另有规定,应按照S/T11394一2009中4.1的相关规定
测量应在环境温度25C士1C条件下进行
其他环境条件应按以下规定: 测量环境应无影响测试精度的机械振动、电磁和光照等干扰 a b 除非另有规定,LED光电参数均应在热平衡下进行(要有足够预热时间); 测量系统应接地良好
4.2测量条件(允许偏差 除非另有规定,测量条件应符合下列规定 偏置条件应在规定值的士1%以内; a b 输人脉冲频率和占空比的允许偏差应在规定值的士2%以内
GB/T36361一2018 4.3测量设备 测量设备的不确定度应符合相关规范的技术要求并计量合格
在计量周期内,按有关操作规程进 行测量
5 恒定温度应力试验程序 5.1抽样 5.1.1抽样方式 试验的样品应在同一母体中一次性随机抽取
5.1.2样品数量 除另有规定外,每组温度应力抽样数量为20只,不少于10只
5.2确定试验温度应力 如果没有结构相似器件的试验数据用来确定恒定温度应力加速寿命试验的温度应力,可进行步进 应力试验确定加速寿命试验温度应力
步进应力试验的样品数至少为6只
试验步骤为 a)从产品说明书或产品规范推荐的工作结温应力开始,步进梯度为15C,每个温度点至少工作 24h:; b)每步试验后进行光电参数测试 c 试验直至IED出现50%以上样品失效时截止
个完整的加速寿命试验,其结温应力数目一般为3个,并且不能引起失效机理的改变
根据步进 应力试验记录的数据,找到LED异常失效对应的温度,以此来确定最高结温应力的环境温度,第二个环 境温度点至少比最高结温应力的环境温度低10c,依此类推
失效判据 5.3 光通量(根据不同应用要求规定失效判据数值C,例如70%)和/或正向电压(开路;V>5UsL) 和/或反向电流(短路.l>0UsL》. 注UsL.为规范上限值
5.4参数测试 5.4.1测量的主要参数 测量的主要参数为光通量,必要时可增加正向电压、反向电流、色度参数等
测量方法及要求应符 合sI/T11394一3w9中的相关规定
在参数测试前经过加速应力试验的样品应在s/T139:4 2009规定的大气条件下恢复2h,试验期间取出样品进行测量至再次将样品放置试验环境进行试验的 时间应不超过24h
5.4.2测试间隔时间 测试间隔时间应符合GB/T2689.1一1981中7.1的规定
测试间隔时间的长短与施加应力的大小 有关,在没有自动记录参数的试验中,产品测试间隔时间的选择,建议按1,2、5间隔(10h,20h,50h、 100h,200h,500h,1000h)选取,1000h后每隔1000h测量一次
要求每个加速应力水平下的寿 命试验一般要有5个以上的测试数据点,即测试点数"不应少于5个(n>5
GB/36361一2018 5.5试验记录 试验期间应记录以下内容 试验情况记录;每天按规定次数记录试验条件的变化,试验中发生的异常情况、事故及分析的 a 结论 b 失效情况记录:按顺序记录失效时间、数量和失效形式 失效样品;试验中各个应力组的失效样品应按其失效形式分别保存
c 5.6试验注意事项 试验注意事项如下 试验期间应注意防止由于应力的突变而造成失效或影响样品参数的劣化 a 5 试验期间,每次测试均应使用同一测试仪器和工具,如应更换时,则应经过计量,以便保证测 试精度
数据处理方法 6.1光通量衰减模型 当LED处于慢退化的模式时,光通量随工作时间的变化用指数函数表示,见式(l) ，=exp(一8t 式中: 加温加电后对应某一工作时间的光通量,单位为流明(Im); 更 p -初始光通量,单位为流明(m) 某一结温下的退化系数; 某一结温下的工作时间,单位为小时(h)
6.2温度应力加速模型 退化系数与结温之间的关系可用阿仑尼斯(Arrhenius)方程表示,见式(2). 8=Aexp(一E./AT 式中 常数: E -激活能,单位为电子伏(eV). 玻耳兹曼常数,单位为电子伏每开尔文(eV/K). 结温(热力学温度),单位为开尔文(K). 6.3结温 小功率LED的结温按式(3)计算,功率LED的结温按式(4)计算: T=T,十V×I×R 3 ，
，
，
， TT =T
十V×Ip×R-，=T
十V×I×R
=T
十V×Ip×R 式中 T -环境温度,单位为开尔文(K);
GB/T36361一2018 V 正向电压,单位为伏特(V); 工作电流,单位为安培(A); -结到环境的热阻,单位为开尔文每瓦特(K/w); R T 壳温,单位为开尔文(K)1 R 结到壳的热阻,单位为开尔文每瓦特(K/w); T 散热器温度,单位为开尔文(K); R -结到散热器的热阻,单位为开尔文每瓦特(K/w)
6.4某一试验温度下的光通维持寿命 通过式(1)和不同加速环境温度下的试验数据(中.、,),代人失效判据数值c,可以计算该试验环 境温度下的光通维持寿命Le
计算公式见式(5). lnC 5 Lc,=t， 中中 式中 -不同的试验环境温度的应力水平,可取为1、2、3
6.5激活能 通过式(2)、式(4)和式(5)求出激活能E
,按式(6)计算 C',(十1y E，=kln" T Lc, .(i1 式中 Tm 试验应力水平i下的结温,单位为开尔文(K): -试验应力水平i+1下的结温,单位为开尔文(K). T (i+1 6.6推荐工作结温下的光通维持寿命Le0 通过激活能E,求出推荐工作结温下的光通维持寿命Lc
,按式(7)计算 医(- Lca=Le,exp 式中 推荐工作结温下的平均光通维持寿命,单位为小时(h); Lc, T 推荐工作结温,单位为开尔文(K). . 试验数据分析及处理 7.1试验数据分析 在获得试验数据后,通过退化系数解析法进行数据处理之前,需要对试验数据进行分析
可以通过 以下方式进行数据分析
根据不同应力下样品的试验数据,计算每个加速应力下的相关系数,根据试验的样品数按表1查相 关系数临界值
如果计算得到的相关系数的绝对值大于临界值,则认为数据合理
GB/36361一2018 表1相关系数检验临界值表 显著性水平a 显著性水平a 0.05 0.01 0,05 0.01 1 0,997 1.000 0,.553 0.684 12 0.950 0.990 0.532 0.661 0.878 0.959 13 0.514 0.64 0.811 0.917 14 0.497 0.623 0,754 0.875 15 0.482 0.606 0.707 0.834 16 0.468 0.590 1 0.666 0.798 0.456 0.575 0.632 0.765 0.56 18 0,444 19 0,602 0,735 0,433 0,549 0.576 0.708 0.423 0.537 20 注1:n为不同应力温度试验下测试数据的点数
注2;一般选取a为0.05. 7.2试验数据处理 7.2.1不同试验应力温度下的光通维持寿命Le. 对每一加速应力下的试验数据,通过图估计法或计算机进行线性拟合
选取偏离拟合线最小、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
按式(5)计算得到光通维持寿命 Le.,相关数据填写参见附录A中表A.1
也可以通过计算机最小二乘法或者在单对数坐标纸上描点划线,得到光通维持寿命L c,
7.2.2结温I 根据热阻,正向电压和环填温度按式(3)和式(0)计算得到结温了及其相关试验数据,相关数据填 写参见表A.2
7.2.3激活能E 根据式(6),用不同结温T下的光通维持寿命Le.,分别计算激活能E.,相关数据填写参见表A.3
7.2.4推荐工作结温下的光通维持寿命 根据式(7)计算推荐工作结温下的光通维持寿命
相关数据填写参见表A.4！
试验报告 试验报告应包括但不限于以下内容: 失效判据; a b)试验样品及应力的选择和试验说明;
GB/T36361一2018 试验和测试设备的型号; c d 整理试验数据并计算平均寿命; 试验数据的图估计验证和试验结果的分析; e fD 试验结论
GB/36361一2018 附录 A (资料性附录) 相关数据填写格式示例 相关数据填写格式示例见表A.l表A.4
表A.1给定试验环境温度下的试验数据及平均光通维持寿命数据 样品数量 失效判据 试验日期 环境温度 加电时间 样品l 样品2 光通量pm -- lm 样品， 平均值中 /p % 表A.2结温相关数据 试验时间 环境温度 样品数量 工作电流 样品序号 稳态热阻 正向电压Ve, 结温T 结温T 正向电压Vp K/w 平均值 表A.3激活能相关数据 结温T 光通维持寿命Le 激活能平均值 E 应力水平序号1 eV
GB/T36361一2018 表A.4光通维持寿命及其相关数据 结温 激活能 光通维持寿命 推荐工作结温下的光通维持寿命 K eV 10 平均值 E T0 T" T， I L L Li
GB/36361一2018 考文 参 献 [1]茹诗松,汤银才,王玲玲
可靠性统计[M].北京;高等教育出版社,2008:311-315 [[2]ShigenobuYamakoshi,OamuHa ,HisshiHamguchi,MasyulkiAbe,TyoshiYamaokan. Iasegawa icsLetters,1977 egrnadationofhugehradianeeGalxAlxAsLEDA].Appliedphysi 3]ShigenobuYamakoshi,MassyukiAbe,Osamuwada,SatoshiKomiya,TeruoSakurai.Reliar bityofHlighRadianeeInGaA-P/InPLED' 1the1.2-1.3pmWavelength[].IEEEJoUR ,Operat tingin NALOFQUANTUMELECTRONICS,1981
[4]IEsLM80-08ApprovedMethodMeasuringLumenMaintenanceofLEDLightSources [5]JEDECJEP118一1993GuidelinesforGaAsMMICandFETLifeTesting
LED加速寿命试验方法GB/T36361-2018
随着LED技术的不断发展，越来越多的产品开始使用LED光源。然而，与传统光源相比，LED的寿命问题仍然是一个需要解决的难题。为了保证LED产品的品质和可靠性，必须进行有效的寿命测试。
LED加速寿命试验是一种常用的寿命测试方法，它可以通过模拟实际使用条件来加速LED的老化过程，从而预测其寿命。这种测试方法通常会将LED芯片或LED模块暴露在高温、高湿、高压等恶劣环境下，持续时间可以达到数千小时甚至更长。
LED加速寿命试验的目的是验证LED产品是否符合设计要求，并确认产品的使用寿命。同时，还可以评估LED产品的可靠性和稳定性，为产品研发、生产和质量控制提供科学依据。
GB/T36361-2018是我国针对LED加速寿命试验的标准，其中规定了测试环境、测试方法、测试参数等内容。根据该标准，LED的加速寿命试验应在可控的温度和湿度条件下进行，测试时间应根据产品的使用环境和要求确定。同时，还需要记录测试过程中的关键参数，并对测试结果进行分析和评估。
除了GB/T36361-2018标准外，国际上也有一些常用的LED寿命测试标准，如LM-80、TM-21等。这些标准通常会涉及到更多的测试参数和要求，以适应不同的产品应用场景。
总之，LED加速寿命试验是保证LED产品品质和可靠性的重要手段，而GB/T36361-2018标准则为这种测试提供了详细的指导和规范。
