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看一看:看一看;大功率白光LED的应用及其可靠性研究

发布时间:2021-11-18 16:32:11 阅读: 来源:调音台厂家
看一看:看一看;大功率白光LED的应用及其可靠性研究

1简介半导体照明是21世纪最具发展前景的高技术领域之1,上世纪910年代以来,随着以GaN和SiC为代表的第3代半导体的兴起,蓝色和白色发光2极管相继研究成功,使实现半导体白光LED照明成为可能。大功率白光LED作为半导体光源,相比传统照明光源,有节能、寿命长、绿色环保、使用电压低、开光时间短等特点。大功率白光LED技术迅速发展,有着极为广阔的利用前景,而器件的可靠性是实现其广泛利用的保证。 2大功率白光LED的利用大功率白光LED主要用在照明市场,需根据不同的要求专门设计产品如果遭遇强拆怎么维权。主要可以归纳为在以下几个方面的利用:(1)景观照明市场:包括建筑装璜、室内装璜、旅游景点装璜等,主要用于重要建筑、街道、商业中心、名胜古迹、桥梁、社区、庭院、草坪、家居、休闲文娱场所的装璜照明,和集装璜与广告为1体的商业照明。(2)汽车市场:车用市场是LED利用发展最快的市场,主要用于车内仪表盘、空调、音响等唆使灯及内部阅读灯,车外的第3刹车灯、尾灯、转向灯、侧灯等。(3)背光源市场:LED作为背光源已普遍利用于手机、电脑、便携式电子产品等老旧房屋拆除每平方补贴多少钱。(4)户外大屏幕显示和交通讯号灯。由于LED具有亮度高、寿命长、省电等优点,在金融、证券、交通、机场等领域备受青睐。特别是在全球各大型体育馆几近已成为标准设备。(5)特殊照明和军事利用:由于LED光源具有抗震性、耐潮性、密封性等特点,和热辐射低、体积小、重量轻等优点,可以广泛利用于防爆、野外作业、矿山、军事行动等特殊工作场所或卑鄙的工作环境中。(6)其他利用:还可利用在玩具、礼品、手电筒、圣诞灯等轻工业产品当中。作为全球轻工业产品的重要生产基地,我国对LED有着巨大的市场需求。3大功率白光LED的可靠性研究由于大功率LED利用已广泛展开,半导体照明材料的突出优点:节能,绿色环保,高效,寿命长,后期保护本钱低廉土地征收律师可以谈判吗,相比较传统的光源有着10分诱人的特点,但在实际的利用进程中,LED的性能并没有像人们预期的那样表现出来农村遇到强拆怎么处理投诉,而是出现了各种各样的问题。比如说,寿命长这1突出特点,理论估计为10万小时,但在实际的使用条件下,才有几千小时。因此,大功率白光LED要想得到长远的发展,并且终究能够替换传统光源物业有权利清理违建吗,其可靠性的研究是必须且紧急的。通常LED可靠性研究大致可以分为两个方向:3.1 基于半导体物理学的失效机理分析半导体器件的可靠性分析大都是围绕其寿命来表征的,因此大都是寿命实验与失效机理分析相结合来进行的。由于LED的理论寿命长达10万小时,通常1般的寿命实验需要很长的时间,当实验结束了,所选用的产品也该荒废了。对寿命较长的LED器件,要根据条件选用加速寿命实验。加速寿命实验按方法分为:恒定应力加速寿命实验,步进应力加速寿命实验和序进应力加速寿命实验。恒定应力加速实验操作和控制相对简单,技术已比较成熟,外推数据准确,由此得到的寿命可靠,缺点是仍然比较费时。步进应力加速实验现在是研究的热门,能够减短实验时间,降落对试样数量的要求,具有比恒定应力实验更高的加速效率,但目前多用在前期应力范围的肯定中,如金玲在GaAs红外发光2极管加速寿命实验,到电流步进摸底实验来摸清实验器件所能承受的最高电流应力。序进应力实验中应力随时间不断上升,可以更快地激起器件失效,从而进1步提高了加速寿命实验的效率。但由于外加应力难以精确控制,在实验进程中容易引发失效机理的改变,因此其实不常常使用。LED器件多是电流驱动,并且受温度影响明显,因此常选用电流和温度作为应力。加速实验是进行可靠性分析的有效手段,但是必须保证器件的失效机理在全部实验进程中不产生改变。对可靠性的研究不能只停留在数据的丈量和寿命的推算上楼房拆迁多少钱一平,重要的是利用有效数据进行失效机理的分析。器件的失效分为早期失效,偶然失效,耗费失效3个阶段,服从浴盆散布曲线。如图1所示:图1 器件失效散布曲线(浴盆曲线)

对早期的突然失效分析,根据半导体器件的性能特点,早期失效阶段的失效率较高,但失效率随时间的增加而降落。器件的失效是由1种或几种具有普遍性的缘由所酿成的,对不同品种,不同工艺的器件,这1阶段的延续时间和失效比例是不同的。严格工艺操作和对原材料、半成品和成品的检验,可减少这阶段的失效。进行公道的挑选可以尽可能的在交付使用前把早期失效的器件挑选掉,可使出厂的器件的失效率到达或接近偶然失效水平。根据实际情况,对LED器件来说,目前国内外对其早期失效机理的分析还是很少的,但由于LED器件的本钱较高,并且早期失效占有较大比例,对这方面的分析应当引发人们的重视。G.Cassanelli对大功率白光LED的早期突然失效进行了实验分析,认为电极Ag与封装材料中的硫磺反应生成Ag2S,从而增大电阻以致完全开路造成器件的失效。从可靠性的1般观点认为,在LED器件中视察到的大部分失效机制都是在光通量和电参数随着时间延续的衰减时所分析出的结果,通常对失效模型和机制的研究需要很长的时间。目前关于白光LED的失效机理主要分为以下几个方面:(1)封装材料的退化。高温时,封装材料的出光效率衰减很快。Meneghesso等人视察到了大电流下封装材料的退化现象。(2)欧姆接触退化。Meneghesso等人对LED进行大DC电流条件老化,视察到IV特性的退化,认为这是由于p型欧姆接触在大电流和高温下退化,使得串联电阻增加而至。(3)荧光粉退化。实现白光的途径有很多种,目前使用最为普遍,也是最为成熟的是通过在蓝光芯片上涂敷发黄光的荧光粉,使蓝光和黄光混合成白光。对荧光粉的稳定性,文献中说法不1。(4)金属电迁移。P型电极金属会沿着缺点到达PN结区构成欧姆通路,造成结区特性退化。(5)能级缺点增加。在高温条件下,能级缺点会快速增殖和繁衍,直至侵入发光区,构成大量的非辐射复合中心,严重降落器件的发光效率。(6)静电的破坏。静电会引发PN结区短路、短路,或在结区构成结构缺点,使得漏电流增大。不同的LED器件有其不同的失效机理。那么对大功率白光LED可靠性的研究应当在鉴戒其他LED器件,前人成果的基础上,并且针对白光LED的特点进行。目前,商用的大功率白光LED器件都是采取宽禁带GaN材料,制作动身蓝光芯片,然后利用光转化材料,如:荧光粉,蓝光与经荧光粉转化的黄光,合成白光。因此,在充分了解白光LED芯片材料和结构的条件下,才能更好的展开可靠性工作。针对其他类型的LED器件的可靠性分析有些已不适应白光LED。例如,对老化后的芯片进行解理,视察等,对白光就不合适,由于白光里的蓝光芯片上涂有荧光粉,没法进行微观的失效机理的视察。目前对大功率白光LED的可靠性分析,可分为两大部分:蓝光芯片的可靠性分析及荧光粉的可靠性分析,但是它们又不是独立的,而是相互联系的。3.2 基于可靠性工程学的可靠性预测大功率白光LED器件具有高达10万小时的寿命,依照目前半导体材料和器件发展的速度,即使采取加速寿命实验,仍然很费时费力,基于可靠性工程学的可靠性预测机制,就是尝试1种在无需长时间寿命实验条件下实现对LED可靠性量化预测的方法,它可以大大减少实验时间,节俭寿命实验本钱。通过管子初期性能指标的测试,分析出与后期失效相干的特点值,从而到达预测器件性能的目的。同时,可以根据实验初始值,利用计算机仿真技术进行后期模拟,具有重要的实用价值。与大功率LED可靠性相干的特性曲线分为:(1)电压-电流伏安曲线。(2)电导数特性曲线。(3)光输出特性曲线。(4)光谱特性曲线。(5)热特性曲线。4大功率白光LED灯具的可靠性大功率白光LED已进入照明灯具的利用,那么产品可靠性1样需要引发重视,由于粗制滥造的LED仅求瞬时的亮度,缺少公道的灯具散热设计和光学设计,不能保证LED光源优势的充分发挥,从而导致LED产业不能良性快速发展。灯具的可靠性属于系统可靠性范畴,对它的研究主要从以下几方面来考虑:(1)由于灯具结构设计不公道,散热不良,而引发LED的光衰,乃至失效。(2)由于安装不公道,使LED与灯具的接触部分电阻过大,使LED芯片温度太高而引发的光衰乃至失效。(3)驱动电流过大,使LED工作温度太高,引发光衰乃至失效,或驱动电源的失效引发灯具的失效。(4)光路设计方面,灯具要根据需要选择出光角度不同的LED,满足光学要求的灯具结构,可能会造成散热不良,从而引发光衰乃至失效。5总结(1)不同类型的LED器件具有不同的失效机理,对白光LED器件的可靠性研究可采取对同1批次的蓝光芯片和白光芯片进行对比实验。通过对比实验,可以分析出白光LED的失效是由于蓝光芯片的失效起主要作用,还是外敷的荧光粉的失效起主要作用。(2)对LED器件做加速寿命实验的时候,应考虑器件性能的1致性,不但要选择同1厂家同1批次的产品,还可以考虑依照其初始的1些参数,如开启电压,来进行分类。由于即使同1批次的器件,性能也会有很大差别,而对LED的可靠性研究就是要从细微的地方入手。(3)提高对LED利用产品可靠性的重视,发挥LED器件的优势,促使产业良性发展。目前,大功率白光LED利用在照明上还不是很成熟,利用产品还没有真实的投入市场,要从根本上提高品质,需要加大对可靠性的研究。(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章