發(fā)光二極管的壽命評(píng)價(jià)及可靠性研究.pdf

1、隨著發(fā)光二極管(LED)廣泛應(yīng)用于顯示屏、交通信號(hào)燈、汽車用燈、液晶背光源、燈飾和照明光源等領(lǐng)域，其可靠性測(cè)試研究已成為當(dāng)前的熱點(diǎn)問(wèn)題。如何延長(zhǎng)LED的使用壽命，提高LED的可靠性，增大其發(fā)光功率一直是人們不懈的努力和追求的目標(biāo)，高可靠性、長(zhǎng)壽命也是將來(lái)半導(dǎo)體照明全面普及的前提。 然而，對(duì)LED進(jìn)行壽命評(píng)價(jià)和可靠性研究的比較全面系統(tǒng)的工作尚不多見(jiàn)，本論文針對(duì)我實(shí)驗(yàn)室LED的研發(fā)進(jìn)行綜合全面系統(tǒng)的壽命評(píng)價(jià)和可靠性研究，詳細(xì)介紹了進(jìn)

2、行壽命試驗(yàn)的方法、外推壽命的理論模型、影響LED壽命的熱特性和常見(jiàn)的失效機(jī)理。本論文主要從以下幾方面展開(kāi)了可靠性的研究工作： 1.LED現(xiàn)狀：簡(jiǎn)單介紹了LED的發(fā)展歷程、發(fā)光原理、應(yīng)用前景和國(guó)內(nèi)外研發(fā)生產(chǎn)現(xiàn)狀。 2.可靠性研究方法：論述了LED壽命評(píng)價(jià)和可靠性研究中常用的一些基本概念和理論依據(jù)，詳細(xì)介紹了以溫度為應(yīng)力的加速壽命試驗(yàn)進(jìn)行外推壽命時(shí)使用的數(shù)學(xué)模型——Arrhenius模型。 3.新型紅光LED加速壽命

3、試驗(yàn)：對(duì)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的新型隧道再生AlGaInPLED進(jìn)行了加速壽命試驗(yàn)，介紹了詳細(xì)的試驗(yàn)過(guò)程，20mA下，該LED在80℃和100℃環(huán)境溫度下的壽命分別為9550h和5440h，根據(jù)Arrhenius模型推算出該LED在正常使用條件(20mA，25℃)下的壽命為79525小時(shí)，并分析幾種可能的失效機(jī)理，提出幾種改善措施。 4.LED的熱特性分析：分析結(jié)溫對(duì)LED器件性能的影響，包括結(jié)溫對(duì)光通量的影響、結(jié)溫對(duì)電壓的影響、結(jié)溫對(duì)波長(zhǎng)

4、的影響以及結(jié)溫對(duì)壽命的影響；采用一種測(cè)量LED結(jié)溫的新方法，即雙芯片結(jié)構(gòu)測(cè)量了單有源區(qū)和隧道再生多有源區(qū)LED器件的結(jié)溫曲線和熱阻，單有源區(qū)LED熱阻的平均值為0.302℃/mW，隧道再生雙有源區(qū)LED熱阻的平均值為0.277℃/mW，對(duì)比二者的結(jié)溫和熱阻，介紹了減少溫升效應(yīng)的對(duì)策。 5.大功率GaN基LED的可靠性研究：介紹了大功率GaN基LED的應(yīng)用情況，對(duì)比南韓產(chǎn)藍(lán)光LED和新世紀(jì)產(chǎn)藍(lán)光LED分別做了溫度應(yīng)力下的加速壽命試