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有關(guān)LED照明燈具的分類(lèi)、性能指標(biāo)及可靠性等，美國(guó)“能源之星”中已有很具體的規(guī)定[1]，可靠性指標(biāo)中，主要規(guī)定LED照明燈具壽命3.5萬(wàn)小時(shí)，在全壽命期內(nèi)色度變化在CIE1976（u，v）中0.007以內(nèi)。美國(guó)SSL計(jì)劃中規(guī)定白光LED器件壽命在2010-2015年中為5萬(wàn)小時(shí)。國(guó)內(nèi)對(duì)LED照明燈具的壽命要求一般也提到3~3.5萬(wàn)小時(shí)。
上述提到LED燈具壽命和色保持度的指標(biāo)，從目前來(lái)看是很高的，實(shí)際上很多LED燈具還達(dá)不到這個(gè)要求，因?yàn)長(zhǎng)ED燈具所涉及的技術(shù)問(wèn)題很多、很復(fù)雜，其中主要是系統(tǒng)可靠性問(wèn)題。
LED器件失效一般分為二種：本質(zhì)失效和從屬失效。本質(zhì)失效指的是LED芯片引起的失效，又分為電漂移和離子熱擴(kuò)散失效。從屬失效一般由封裝結(jié)構(gòu)材料、工藝引起，即封裝結(jié)構(gòu)和用的環(huán)氧、硅膠、導(dǎo)電膠、熒光粉、焊接、引線、工藝、溫度等因素引起的。
某些電子器件在一定溫度范圍內(nèi)，溫度每升高10℃，其主要技術(shù)指標(biāo)下降一半（或下降1/4）。實(shí)踐證明，LED器件熱沉溫度在50℃至80℃時(shí)，LED壽命值基本符合十度法則。最近也有媒體報(bào)道：LED器件溫度每上升2℃，其壽命下降10%，當(dāng)溫度從63℃上升至74℃時(shí)，平均壽命下降3/4。因?yàn)槠骷庋b工藝不同，完全可能出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
LED壽命是指在規(guī)定工作條件下，光輸出功率或光通量衰減到初始值的70%的工作時(shí)間，同時(shí)色度變化保持在0.007內(nèi)。
LED平均壽命的意義是LED產(chǎn)品失效前的工作時(shí)間的平均值，用MTTF來(lái)表示，它是電子器件最常用的可靠性參數(shù)。
可靠性試驗(yàn)內(nèi)容包括可靠性篩選、環(huán)境試驗(yàn)、壽命試驗(yàn)（長(zhǎng)期或短期）。我們這里所討論的只是壽命試驗(yàn)，其他項(xiàng)目暫不考慮。
為了確認(rèn)LED燈具壽命是否達(dá)到3.5萬(wàn)小時(shí)，需要進(jìn)行長(zhǎng)期壽命試驗(yàn)，目前的做法基本上形成如下共識(shí)：因GaN基的LED器件開(kāi)始的輸出光功率不穩(wěn)定，所以按美國(guó)ASSIST聯(lián)盟規(guī)定，需要電老化1000小時(shí)后，測(cè)得的光功率或光通量為初始值。之后加額定電流3000小時(shí)，測(cè)量光通量（或光功率）衰減要小于4%，再加電流3000小時(shí)，光通量衰減要小于8%，再通電4000小時(shí)，共1萬(wàn)小時(shí)，測(cè)得光通量衰減要小于14%，即光通量達(dá)到初始值的86%以上。此時(shí)才可證明確保LED壽命達(dá)到3.5萬(wàn)小時(shí)。
電子器件加速壽命試驗(yàn)可以在加大應(yīng)力（電功率或溫度）下進(jìn)行試驗(yàn)，這里要討論的是采用溫度應(yīng)力的辦法，測(cè)量計(jì)算出來(lái)的壽命是LED平均壽命，即失效前的平均工作時(shí)間。采用此方法將會(huì)大大地縮短LED壽命的測(cè)試時(shí)間，有利于及時(shí)改進(jìn)、提高LED可靠性。加溫度應(yīng)力的壽命試驗(yàn)方法在文章[2]中已詳細(xì)論述，主要是引用“亞瑪卡西”（yamakoshi）的發(fā)光管光功率緩慢退化公式，通過(guò)退化系數(shù)得到不同加速應(yīng)力溫度下LED的壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)，再用“阿倫尼斯”（Arrhenius）方程的數(shù)值解析法得到正常應(yīng)力（室溫）下的LED的平均壽命，簡(jiǎn)稱(chēng)“退化系數(shù)解析法”，該方法采用三個(gè)不同應(yīng)力溫度即165℃、175℃和185℃下，測(cè)量的數(shù)據(jù)計(jì)算出室溫下平均壽命的一致性。該試驗(yàn)方法是可靠的，目前已在這個(gè)研究成果上，起草制定“半導(dǎo)體發(fā)光二極管壽命的試驗(yàn)方法”標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)一些企業(yè)也同時(shí)研制加速壽命試驗(yàn)的設(shè)備儀器。
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