品质管理资料LED的质量技术大全精编版.docx

1、品质管理资料LED的质量技术大全精编版 LED的质量技术大全一：LED死灯只有3个原因： 1.质量差，正常工作都会死灯 2.工作环境温度高 3.工作电流大 你的LED防水电源一只一个放在灯壳里，防水电源是靠空气给电源外壳散热的，你放在在密封的灯壳里面根本就散热不了，影响整个灯内部的热量比较高，如果工作时间长，加上现在户外温度高，你们的LED质量不是特别好，受不了这么高的温度，肯定会死灯 想做好一个产品不是那么容易的，你们当花钱买教训了，你们产品为什么不经过一段长期时间老化测试就批量生产呢二：LED灯的质量鉴定方法LED的质量主要是看用的芯片和生产工艺，用眼睛是看不出来区别的，要用老化设备和检测

2、设备 如果你把几个厂家的LED放在老化仪上用大电流老化24小时或者更长时间，你再去测量几个厂家的LED亮度，看那个led发光强度衰减最小，衰减最小那个质量就最好 如果没有测量设备，简单点的方法，把几个厂家的LED都一起用30-40MA的大电流点亮或者加温老化一段时间，那个厂家的LED死灯最快那个质量就最差三：温升LED的波长会改变吗？对LED有什么样的影响？解答一：温升led的波长会改变，随着温度的升高，波长会往长波段漂移。比如正常温度下波段是450nm的蓝光led，温度上升10摄氏度，波长往长波段范围漂移1纳米。而且光源的一致性、均匀度变差解答二：LED器件的温升效应及其对策 文章较详尽地阐

3、述了结温升高对LED光输出强度、LED P-N结的正向电压及发光颜色的影响。指出当结温升高时，输出光强变弱，正向电压减小，发光波长发生红移。在结温升得足够高时，这些变化将从可逆变为不可恢复的永久性衰变。文章进一步指出，LED输入功率是器件热效应的唯一来源，设法提高器件的电光转换效率及提高器件的散热能力是减小LED温升效应的主要途径。 A、引言 众所周知，LED是一种电发光器件，其基本的物理过程是电能向光能的转变。所谓提高LED的功率，即是提高电输入能量，同时又能获得尽可能大的光功率输出。通常将单位输入功率所产生的光能（光通量）谓之光电转换功率，简称光效。早期的LED由于光效很低（-0.1 lm

4、/w），亮度很低，通常只用于表示亮、暗的状态，作指示灯之用。上世纪九十年代初，超高亮四元系LED的出现，使器件亮度有了数量级的增长，特别是紧接着的GaN基蓝、绿光及白光LED的出现，使LED的应用方向发生了巨大的改变。固态照明已成为21世纪人类追求的重要目标。显然，不断地提高LED的输入功率与发光效率是实现通用照明的必由之路。假设LED的光效为100 lm/w，那么要达到一只40支光（瓦）的白炽灯所发出的600 lm的光通量，LED的输入功率必须达到6w。然而，目前一只5的标准LED的输入功率通常为0.040.07w，远不能满足实用照明的需要。大量实践表明，LED不能加大输入功率的基本原因，是

5、由于LED在工作过程中会放出大量的热，使管芯结温迅速上升，输入功率越高，发热效应越大。温度的升高将导致器件性能的变化与衰减，甚至失效。本文就功率器件中的升温效应对性能的影响及其如何减小这种升温效应的途径作一些简明的讨论。 B、LED器件温升估计 设芯片面积为1.21.2mm2，厚度为200um，GaAs衬底。由于外延层很薄，忽略外延层材料与衬底之间的差异，不考虑电极的影响，那么芯片的体积约为2.88104cm3。GaAs晶体的比重为5.318（克/cm3），故芯片重量约为15.310-4克。设器件的工作电流为100mA，如其中约90的电功率转变为热，那么在不考虑芯片向周围环境散热的条件下，器件

6、在接通电流20分钟后，计算得芯片的温度可达到5105?C，计算中使用的GaAs晶体比热数据为0.33焦耳/克?度。可见其温升效应的严重性。这里只是把芯片作为一个均匀的发热体加以考虑，如考虑到结处温升的集中效应，情况将更加严重。庆幸的是，在芯片的升温过程中，芯片不可能处于绝热状态，而总是以某种方式与其周围的介质或环境进行着热交换，最终达到热平衡，使芯片的温度维持在一个较低的水准上。 C、结温对LED性能的影响 1、结温对LED光输出的影响 实验指出，发红、黄光的InGaAlP LED与发蓝、绿光的InGaN LED，其光输出强度均明显依赖于器件的结温。也就是说，当LED的结温升高时，器件的输出光

7、强度将逐渐减小；而当结温下降时，光输出强度将增大，一般情况下，这种变化是可逆与可恢复的，当温度回到原来的值，光强也会回复到原来的状态。 图1（a）指出了InGaAlP LED的光输出相对量随温度的变化，这里以25?C作为器件性能的基准点。由图可知，InGaAlP 橙色的LED比红色的LED具有更高的温度灵敏度。当结温升至100?C时，琥珀色器件的输出通量降去了75。图1（b）是InGaAlP LED的另一组光输出的温度数据，设25?C时LED的值为100，那么当结温升至100?C时，640nm、620nm与590nm的InGaAlP LED的光输出分别为原始值的42、30与20。 结温对光输出

8、影响的数学表达式如式（1）所示： V（T2）=V（T1）e-kT （1） 其中，V（T2）表示结温T2的光通量输出；V（T1）表示结温T1的光通量输出；K为温度系数；T=T2- T1。 一般情况下，K值可由实验测定，对于InGaAlP LED相关的K值如表1所示： 由上表可知，对于InGaAlP LED，温度系数仅与器件的发光波长有关，而与衬底是否透明无关，进一步的实验指出，InGaAlP的发光波长越短，K值越大。器件的出光通量随温度增加衰减得越快。对于InGaN系列的LED，出光通量随温度的变化远小于InGaAlP LED。典型结果如图2所示。由图可知，随着发光波长变短，光输出通量随温度的变

9、化越不明显。表2列出了相对于25?C而言，100?C结温时光输出通量的相对数值。 式（2）指出了光输出通量随结温变化的另一种表示形式 T2=T1e-（T2-T1/T0） （2） 这里T0代表一种特征温度。T0值与材料有关，实验指出，对于红色的InGaAlP LED，T0=85?C；对于琥珀色的InGaAlP LED，T085?C；而对于InGaN LED，T0值约为840?C，表明InGaN器件的温度系数远小于发红、黄光的InGaAlP器件，也即光通量随温度增加而减小的速率要比InGaAlP LED小得多。 一般情况下，光输出通量随结温的增加而减小的效应是可逆的，也即当温度回复到初始温度时，光

10、输出通量会有一个恢复性的增长。这种效应的发生机制显然是由于材料的一些相关参数会随温度发生变化，从而导致器件参数的变化。如随温度的增加，电子与空穴的浓度会增加，禁带宽度会减小，电子迁移率也将减小。这些参量的变化必须引致器件输出光通量的改变。然而当温度恢复至初态时，器件参数的表化也将随之消失，输出光通量也会恢复至初态值。 表3是大功率器件AP-HLR-01的测试结果，每一次测量之间进行了-40?C-140?C的冷热循环老化试验。测量数据指出，每次测量的数据都能很好地重复，冷热循环老化试验也未改变器件的性能，表明在一定的条件下，LED器件的性能随电流的变化是可逆的。显然，在大电流时光效的变小是由于温

11、度上升所引起的，当测试电流减至小电流时，光效数据又恢复到初始值。 2、高温下器件性能的衰变 在高温下，LED的光输出特性除会发生可恢复性的变化外，还将随时间产生一种不可恢复的永久性的衰变。图3指出了Lumileds公司型号为Luxeon大功率器件的光输出通量随时间的衰变情况。由图可见，对于同一类LED器件，在相同的工作电流时，结温越高器件的输出光强衰减得越快。对于一个确定的器件而言，一般来说，结温的大小取决于工作电流与环境温度。工作电流固定以后，环境温度越高，结温就越高，器件性能的衰减速率就越快。反之，当环境温度确定后，器件的工作电流越大，结温也将越高，器件性能衰减的速率就越快。 图4指出了一

12、只典型的InGaAlP器件在不同的工作电流时，输出光通量的相对值随时间的衰减曲线。很显然，当器件的工作电流加大时，器件的光输出特性将衰变得更快。 为确保一个LED器件的正常工作条件，让器件的结温低于某一个确定的值Tj，是十分必要的。为此，当环境温度升高时，应适当减小工作电流，直至当环境温度升至临界温度Tj时，将工作电流减至零，此时结温将等于环境温度，如图5所示。 通常有二种原因促成高温条件下LED器件输出性能的永久性衰减，一个原因是材料内缺陷的增殖，众所周知，现代的高亮LED器件通常都采用MOCVD技术在GaAs，蓝宝石等异质衬底上外延生长InGaAlP或InGaN等材料制成，为提高发光效率，

13、外延材料均含有多层结构，由于各外延层之间存在着或多或少的晶格失配，从而在界面上形成大量的诸如位错等结构缺陷，在较高温度时，这些缺陷会快速增殖，繁衍，直至侵入发光区，形成大量的非辐射复合中心，严重降低器件的注入效率与发光效率。另外，在高温条件下，材料内的微缺陷及来自界面与电板的快扩杂质也会引入发光区，形成大量的深能级，同样会加速LED器件的性能衰变。 高温时，LED封装环氧的变性，是LED性能衰变乃至失效的又一个主要原因。通常，LED用的封装环氧存在着一个重要特性，即当环氧温度超过一个特定温度Tg=125?C时，封装环氧的特性将从一种刚性的类玻璃状态转变成一种柔软的似橡胶态状物质。此时材料的膨胀

14、系数急剧增加，形成一个明显的拐点，如图6所示。这个拐点所对应的温度即为环氧树脂的玻璃状转换温度，其值通常为125?C。当器件在此温度附近或高于此温度变化时，将发生明显的膨胀或收缩，致使芯片电板与引线受到额外的压力，而发生过度疲劳乃至脱落损坏。此外，当环氧处于较高温度时（即使未超过转变温度Tg），特别是与芯片临近部分的封装环氧会逐渐变性，发黄，影响封装环氧的透光性能。这是一个潜移默化的过程，随着工作时间的延长，LED将逐渐失去光泽。显然工作温度越高，这种过程将进行得越快。为解决这一困难，特别在大功率器件的制作过程中，一些先进的封装结构已摒弃了环氧树脂材料而改用一些性能更为稳定的诸如玻璃、PC等材

15、料制作透镜；另一个重要方法是让环氧不直接接触芯片表面，之间填充一种胶状的，性能稳定的透明硅胶。实践证明，通过如此改进，器件的性能与稳定度获得了明显改善。 3、结温对发光波长的影响 LED的发光波长一般可分成峰值波长与主波长二类，前者表示光强最大的波长，而主波长可由X、Y色度坐标决定，反映了人眼所感知的颜色。显然，结温所引致的LED发光波长的变化将直接造成人眼对LED发光颜色的不同感受。对于一个LED器件，发光区材料的禁带宽度值直接决定了器件发光的波长或颜色。InGaAlP与InGaN材料属III-V族化合物半导体。它们的性质与GaAs相仿，当温度升高时，材料的禁带宽度将减小，导致器件发光波长变

16、长，颜色发生红移。 通常可将波长随结温的变化表示如下： （T2）=（T1）+T?K（nm/?C） （3） 其中：（T2）表示结温T2时的波长；（T1）表示结温T1时的波长；K表示波长随温度变化的系数。 表4指出了InGaAlP与InGaN器件的主波长与峰值波长K值，由表可知，对于InGaN有InGaAlP LED，峰值波长随温度的变化要大于主波长随温度的变化，其中InGaAlP LED尤甚。 人眼对不同波长的颜色感知灵敏度是存在着很大的差异，如图7所示：在蓝、绿、黄区域，很小的波长变化就将引致人眼感觉上的变化。从而对蓝、绿、黄器件的温升效应提出了更高的要求（。一般来说，25nm的波长变化人眼就

17、可以感觉到；而对红光波长的变化，人眼的感觉就要相对迟钝一些，但也能感觉到15nm的波长差异。为定量地表明人眼对不同波长颜色的感知程度，有些公司的产品将颜色与波长的关系列出了主波长的颜色仓，如表5所示。 显然，对于琥珀（黄）颜色，由于人眼最为灵敏，因此颜色仓的波长间隔分得很细，仅为2-3nm，但对于红色区域，其间隔扩大到15nm。这就是说，为什么对黄色交通信号灯的颜色标定与均匀度的要求较高，而红色交通灯的颜色要求相对要低得多。） 4、结温对LED正向电压的影响 正向电压是判定LED性能的一个重要参量，它的数值取决于半导体材料的特性，芯片尺寸以及器件的成结与电极制作工艺。相对于20mA的正向电流通

18、常InGaAlP LED的正向电压在1.8V2.2V之间，而发蓝、绿光的InGaN LED的正向电压处在3.0V3.5V之间。在小电流近似下，LED器件的正向压降可由式（4）表示： Vf=（nKT/q）ln（If/Io）+RsIf （4） 式中Vf为正向电压，If为正向电流，Io为反向饱和电流，q为电子电荷，K是玻尔兹曼常数，Rs是串联电阻，n是表征P/N结完美性的一个参量，处在1-2之间。分析式（4）的右边发现只是反向饱和电流Io与温度密切相关，Io值随结温的升高而增大，导致正向电压Vf值的下降。实验指出，在输入电流恒定的情况下，对于一个确定的LED器件，二端的正向压降与温度的关系可由式（5

19、）表示： VfT= VfTo+K（T-To） （5） 式中VfT与VFTo分别表示结温为T与To时的正向压降，K是压降随温度变化的系数，对于InGaAlP与InGaN LED，其K值大致可由表6所示。有人给出了详细的实验数据，如表7、表8所示。 电压随温度的变化是可恢复的，但如在高温情况下，由于结区缺陷与杂质的大量增殖与集聚，也将造成额外复合电流的增加，而使正向电压下降。通常，恒流是LED工作的较好模式，如在恒压条件下，由于温升效应使正向电压下降与正向电流增加，并形成恶性循环，最终导致器件损坏。 D、减小LED温升效应的对策 LED的输入功率是器件热效应的唯一来源，能量的一部分变成了辐射光能，

20、其余部分最终均变成了热，从而抬升了器件的温度。显然，减小LED温升效应的主要方法，一是设法提高器件的电光转换效率（又称外量子效率），使尽可能多的输入功率转变成光能，另一个重要的途径是设法提高器件的热散失能力，使结温产生的热，通过各种途径散发到周围环境中去。 1、LED器件的量子效率 所谓LED器件的量子效率，即是器件的电能转换成光能的能力，通常可将这种电光转换能力定义为外量子效率ex，它是器件的注入效率J、内量子效率i、电子输运效率f和出光效率o的总和。 ex=J?i?f?o （6） 对于InGaAlP与InGaN LED器件中，由于P-N结二边的禁带宽度Eg与掺杂浓度均有一个较大差异，通常J

21、 ?1；由于器件发光区等结构，一切外延生长形成，发光区的P-N结为突变结，电子输运效率也接近于1。此外，鉴于当前InGaAlP与InGaN的器件结构与生长工艺十分成熟，实践证明，现代技术已足够使内量子效率提高到接近100的水平。因此，LED器件的外量子效率主要取决于出光效率o，如将管芯看作是一个吸收系数为，体积为v，被面积为Ai的N个面所包围的光学腔，那么该管芯的出光效率可表示为： N=AiTi /（1-Ri）Ai+4v （7） 这里，Ti与Ri分别是Ai的透过率与反射率。对于一个实际的LED管芯，计算表明，芯片表面很小的透过率是LED器件出光效率变得很小的主要原因。其起因是由于芯片表面二侧物

22、质所存在的较大的折射率差异，如图8所示，当芯片内的光沿方面1射向表面并沿方向2射入空气，根据折射定律： n1Sin1= n2Sin2 （8） 通常芯片材料的折射率n13.6，空气的折射率n2=1。可算得界面处发生全反射（2=90?）的临界角1=0=16.2?，也就是说，从芯片内部射向表面的光束，只有4可以射出表面，其余的光能大部分反射回芯片材料内部而被（衬底）吸收。四：LED护栏灯的防水问题我们做了五年LED护栏灯具,最为头痛的就是LED护栏灯的防水,所有的售后服务也都是要么进水,要么有水蒸气进入,而导致灯具损坏!是不是PC材料管在户外安装就没办法防水防水蒸气呢? 诚请行家共同探讨.数学教师读

23、书笔记1可能是没密封好.应找来产生水蒸气的灯管检测漏气情况.(放入水中)适当增压,就象给自行车带检查漏气一样.找出漏处改进密封.如果不漏也有了水气,说明密封时进去了水蒸气.所以应在空气很干藻的环境中进行密封.为测出密封处是否漏气,可从中间剪成两段,分别测量2 PC是不会进水的,我认为一个是堵头那要采用三道防水,超声波及热容胶与防水圈,线路板要全玻纤PCB,全部打胶,用洗板水清结线路板时要保持干静与洗板水全部蒸发,以免日后残留密封后,点亮蒸发产生气压,把堵盖逼出缝隙导致进水文成公主进藏教学实录3传统LED护栏管的经典结构，这种结构除了天生的防水缺陷外，还有以下难以克服的缺点： 、外观难看：连接电

24、线外露，接头无法隐藏，影响美观，灯亮时接头发光暗区明显，整体有断续感，在高标准的装饰性场所显得不伦不类。 可靠性差： I. 外露电线受日晒容易老化，低温开裂导致漏电、短路等故障，经常出现接头漏水烧毁或者信号传输不良,影响整体寿命; II.电线进灯具的过孔经常是内部负气压吸水通道； III. 灯体工艺缝隙防水密封手工涂胶，一致性差，质量难以控制。 IV. 连接线长，接头电阻高，连接压降大，难以串联更多； 成本高： I.材料成本高：接头线注塑工艺复杂，耗费电线； II.人工成本高：接头线、堵头与管体组装工序多，密封工艺复杂，周期长，人工费用大。4防水关键是气压平衡，就算你的LED护栏灯密封的再好，

25、就算丢到水里里面没有问题，不代表安装在户外刮风下雨没有问题，在空气中工作会产生负气压，会吸进水汽，会产生水蒸气。 关键不是密封，是护栏灯内部跟外面对气压要平衡，解决办法就是“通气”，排气是一劳永逸的方法，通气方法有很多教师的专业成长ppt五：从九个方面选择LED光源2008-11-01 18:46随着一哄而上的市场，作为消费者，选用LED依然要冷静，科学地分析，选用性价比最好的光源和灯具，下面介绍几种LED的基本性能： 1、亮度 LED的亮度不同，价格不同。用于LED灯具的LED应符合雷射等级类标准。 教案的教学反思怎么写2、抗静电能力抗静电能力强的LED，寿命长，因而价格高。通常抗静电大于7

26、00V的LED才能用于LED灯饰。 3、波长波长一致的LED，颜色一致，如要求颜色一致，则价格高。没有LED分光分色仪的生产商很难生产色彩纯正的产品。 有理数的加减混合运算4、漏电电流 LED是单向导电的发光体，如果有反向电流，则称为漏电，漏电电流大的LED，寿命短，价格低。 新时代的爱国主义5、发光角度用途不同的LED其发光角度不一样。特殊的发光角度，价格较高。如全漫射角，价格较高。 教师教育理念一句话6、寿命不同品质的关键是寿命，寿命由光衰决定。光衰小、寿命长，寿命长，价格高。 7、晶片 LED的发光体为晶片，不同的晶片，价格差异很大。日本、美国的晶片较贵，一般台湾及国产的晶片价格低于日、

27、美。 方城县育才学校电话8、晶片大小晶片的大小以边长表示，大晶片LED的品质比小晶片的要好。价格同晶片大小成正比。 9、胶体普通的LED的胶体一般为环氧树脂，加有抗紫外线及防火剂的LED价格较贵，高品质的户外LED灯饰应抗紫外线及防火。每一种产品都会有不同的设计，不同的设计适用于不同的用途，LED灯饰的可靠性设计方面包含：电气安全、防火安全、适用环境安全、机械安全、健康安全、安全使用时间等因素。从电气安全角度看，应符合相关的国际、国家标准。由于LED是新产品，中国国家标准滞后，但国家提供产品合格测试。具有国际安全认证（如GS、CE、UL等）及国家产品质量合格证的LED灯饰价格要高，因为这些产品

28、在安全设计上是可靠的。消费者注意的是要认真鉴别证书的真伪，现在有国际安全认证及国家产品合格证的厂家并不多。从健康方面，采用无毒材料设计的产品价格要高，特别是室内LED灯饰，千万别贪便宜选用有异味的LED灯饰，目前仅少数几家LED厂家是用无毒材料生产，辨别的方法可以直接用鼻子分别，有臭味的产品比无臭味的价格更低很多。类似铅、汞、镉等毒素需专业人员分析。从适用环境安全看,有可靠的防尘防潮设计,材料防火、防紫外线、防低温开裂的LED产品的价格高。教师教育理念一句话六：LED价格差异分析2008-09-27 09:36LED由显示到照明与灯饰还不到短短两年时间，厂、商、传媒一起上，LED灯饰在尚无公认

29、品牌的情况下，价格战提前打响。外观、结构、功能几乎一样的产品，价格差异却有2-3倍，很多用户一时被弄昏头脑，不知价差从何而来，选用何种价位的产品。下面就这些差异向读者作浅显解释。 一、LED发光二极管及晶片 目前生产LED与LED灯饰的厂家还为数不少，不同厂家选用不同品质的LED是造成LED灯饰价钱不同的重要原因之一。以普通红色小功率LED为例，一般用途的普通红色LED价钱在0.03-0.08元之间，而适合生产LED灯饰的红色LED价钱在0.12-0.36之间，更高品质的超过3.2元/只，一般不生产LED发光管的LED灯饰厂家都很难区别，何况消费者。所以，选用自己生产LED发光二极管或拥有完善

30、的LED检测 设备的LED灯饰厂的产品更有保证。下面列明LED性能的基本面。 1 亮度 LED的亮度不同，价格不同。用于LED灯具的LED应符合雷射等级类标准。 2 抗静电能力 抗静电能力强的LED，寿命长，因而价格高。通常抗静电大于700V的LED才能用于LED灯饰。 3 波长 波长一致的LED，颜色一致，如要求颜色一致，则价格高。没有LED分光分色仪的生产商很难生产色彩纯正的产品。 4 漏电电流 LED是单向导电的发光体，如果有反向电流，则称为漏电，漏电电流大的LED，寿命短，价格低。 5 发光角度 用途不同的LED其发光角度不一样。特殊的发光角度，价格较高。如全漫射角，价格较高。 6 寿

31、命 不同品质的关键是寿命，寿命由光衰决定。光衰小、寿命长，寿命长，价格高。 7 晶片 LED的发光体为晶片，不同的晶片，价格差异很大。美国、日本的晶片较贵，一般台湾及国产的晶片价格低于日、美。 8 晶片大小 晶片的大小以边长表示，大晶片LED的品质比小晶片的要好。价格同晶片大小成正比。 9 胶体 普通的LED的胶体一般为环氧树脂，加有抗紫外线及防火剂的LED价格较贵，高品质的户外LED灯饰应抗紫外线及防火。 二、LED灯饰的设计可靠性不同，价格不同 每一种产品都会有不同的设计，不同的设计适用于不同的用途，LED灯饰的可靠性设计方面包含：电气安全、防火安全、适用环境安全、机械安全、健康安全、安全

32、使用时间等因素。 从电气安全角度看，应符合相关的国际、国家标准。由于LED是新产品，中国国家标准滞后，但国家提供产品合格测试。具有国际安全认证（如GS、CE、UL等）及国家产品质量合格证的LED灯饰价格要高，因为这些产品在安全设计上是可靠的。消费者注意的是要认真鉴别证书的真伪，现在有国际安全认证及国家产品合格证的厂家并不多。 从健康方面，采用无毒材料设计的产品价格要高，特别是室内LED灯饰灯具，千万别贪便宜选用有异味的LED灯饰，目前仅少数几家LED厂家是用无毒材料生产，辨别的方法可以直接用鼻子分别，有臭味的产品比无臭味的价格更低很多。类似铅、汞、镉等毒素需专业人员分析。 从适用环境安全看,有可靠的防尘防潮设计,材料防火、防紫外线、防