工程師講解：利用元器件標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估LED可靠性的方法

如今白光LED照明已經(jīng)實(shí)用化、產(chǎn)業(yè)化，其光效已超過(guò)傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈，充分顯示出節(jié)能、環(huán)保的特色。隨著LED照明的日益廣泛的應(yīng)用，其可靠性越來(lái)越受到人們的關(guān)注。面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，業(yè)內(nèi)人士急盼出臺(tái)一套LED可靠性標(biāo)準(zhǔn)，這不僅可用來(lái)評(píng)估LED的可靠性，還可以用來(lái)辨別產(chǎn)品的優(yōu)劣，確保我國(guó)的LED產(chǎn)業(yè)健康有序的發(fā)展。殊不知有些電子元器件(含半導(dǎo)體器件)及其應(yīng)用產(chǎn)品的許多可靠性標(biāo)準(zhǔn)對(duì)LED也是適用的。針對(duì)這種情況，有必要向大家概略地介紹幾個(gè)可用于LED可靠性評(píng)估的電子元器件標(biāo)準(zhǔn)，以便引導(dǎo)大家去學(xué)習(xí)和掌握，能夠?qū)⑵溥\(yùn)用于LED。這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)公布已久，時(shí)間跨度從上個(gè)世紀(jì)80年代到今已有30年左右時(shí)間，作為傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，多年來(lái)經(jīng)過(guò)了時(shí)間和實(shí)踐的檢驗(yàn)。在此介紹的這些標(biāo)準(zhǔn)中，有的完全適用于LED，有的則可以作為制定LED相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的參考和依據(jù)。

1.電子元器件的加速壽命試驗(yàn)總則(GB 2689.1-81簡(jiǎn)稱(chēng)總則)

該標(biāo)準(zhǔn)用來(lái)定量地評(píng)估電子元器件的可靠性，在制定有可靠性要求指標(biāo)的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可為試驗(yàn)的產(chǎn)品提供統(tǒng)一的方法。電子元器件特別是半導(dǎo)體器件的工作壽命長(zhǎng)達(dá)幾十萬(wàn)小時(shí)，要獲得壽命數(shù)值一般采用熱加速的方法，這就是所謂的加速壽命試驗(yàn)?！翱倓t”規(guī)定了熱加速壽命試驗(yàn)的實(shí)施細(xì)節(jié)，它包括：抽樣、試驗(yàn)應(yīng)力、失效時(shí)間的確定、參數(shù)測(cè)試、失效分析、失效有效性判斷、數(shù)據(jù)處理、試驗(yàn)報(bào)告等等。這些對(duì)LED器件都是完全適用的。

2.電子元器件的壽命估計(jì)方法(GB 2689.3-81和GB 2689.4-81)

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電子元器件加速壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法和程序，按抽樣數(shù)量分為簡(jiǎn)單線性無(wú)偏估計(jì)和最好線性無(wú)偏估計(jì)兩種方法。由于試驗(yàn)是在器件的磨損失效期，直到達(dá)到規(guī)定失效數(shù)試驗(yàn)方可終止，因此又稱(chēng)為“定數(shù)截尾”。使用該方法可以求得器件的平均壽命、失效率、激活能等多項(xiàng)可靠性參數(shù)。這是工程上常用的評(píng)估電子元器件壽命的方法，對(duì)于LED器件同樣適用。

3.半導(dǎo)體器件耐久性的評(píng)估方法(GB/T 4589.1-2006)

該標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際電工委員會(huì)電子元器件質(zhì)量評(píng)定體系的一部分，它規(guī)定了半導(dǎo)體器件質(zhì)量評(píng)定的總程序和總原則，其中有耐久性試驗(yàn)。按照批允許不合格率抽樣，對(duì)于LED器件的耐久性是指LED器件在規(guī)定的環(huán)境溫度下，在給定的時(shí)間內(nèi)，允許的失效數(shù)，若超過(guò)允許失效數(shù)則判為不合格(拒收)。由于試驗(yàn)是在給定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，時(shí)間一到則試驗(yàn)終止，因此又稱(chēng)為定時(shí)截尾。此法可在較短時(shí)間內(nèi)評(píng)估器件質(zhì)量。LED器件的耐久性主要體現(xiàn)在：在規(guī)定的環(huán)境溫度下，在給定的時(shí)間內(nèi)光輸出(光通量、色溫、顯色指數(shù)、色容差等參數(shù))的劣化。

4.LED應(yīng)用產(chǎn)品壽命的評(píng)估方法(GB 5080.4-85)

此方法是用于電子設(shè)備可靠性評(píng)估的，但可以引用此標(biāo)準(zhǔn)中定時(shí)截尾方法求得LED應(yīng)用產(chǎn)品的平均無(wú)故障壽命和失效率，并且能夠得到給定置信度下的壽命下限值。

5.LED器件壽命試驗(yàn)的圖估法(GB 2689.2-81)

該標(biāo)準(zhǔn)主要用于判斷定數(shù)截尾的壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否有異常情況，或者判斷數(shù)據(jù)處理結(jié)果是否正確。工程常用的是威布爾分布的圖估法，作為判斷試驗(yàn)是否正確的工具具有較強(qiáng)的普適性，顯然對(duì)LED器件也是適用的。運(yùn)用威布爾分布的圖估法對(duì)于從事LED壽命試驗(yàn)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)則是一項(xiàng)必須掌握的基本功。

多年的實(shí)踐表明：上述5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從器件到應(yīng)用產(chǎn)品都是可行的，已經(jīng)成為電子行業(yè)元器件生產(chǎn)廠家制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的依據(jù)，對(duì)LED的可靠性的評(píng)估同樣適用。對(duì)于急盼LED可靠性標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)的人，建議先把這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)弄懂吃透，做到活學(xué)活用。上述5個(gè)電子元器件可靠性標(biāo)準(zhǔn)，不僅可為LED可靠性標(biāo)準(zhǔn)的制定發(fā)揮承前啟后、繼往開(kāi)來(lái)的作用，還可與已經(jīng)公布的LED標(biāo)準(zhǔn)一起成為凈化LED市場(chǎng)的法規(guī)。深信，隨著LED技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，在傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，將會(huì)有更多新的LED行標(biāo)和國(guó)標(biāo)來(lái)為L(zhǎng)ED產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展保駕護(hù)航。