CN103048605B - 一种led老化的检测筛选方法 - Google Patents

Abstract

一种LED老化的检测筛选方法，通过使用计算机数控设备来周期性的调整输入到各LED的电流和电压，通过热电偶测温仪检测各LED的温度数据，所述计算机数控设备根据接收到的各个LED的温度数据以及相应的电压和/或电流值，绘制成线性关系的电压、温度函数曲线并在计算机显示器上显示，将检测到的数据与预设的阈值相比较找出不合格的LED并在显示器上显示，操作人员根据计算机上显示的标识，对不合格的LED进行标记筛选，完成LED老化的检测和筛选。通过本发明可以很好的实现对LED老化的检测筛选，提高设备的安全可靠性。

Description

一种LED老化的检测筛选方法

技术领域

本发明涉及一种LED老化的检测筛选方法 ，尤其涉及一种通过对LED老化将电性和工艺存在隐患的LED排除的检测筛选方法。

背景技术

在大功率LED路灯照明中，三大技术关键是：热管理、驱动电源和LED性能质量。前两项已有许多改进成果，独有第三项仍是沿袭着前人故道蹒跚而行，其现状是：由多粒大功率LED阵列或大功率多晶集成（IC）组成的光源中，剔除早期和次早期失效的LED器件，历来都是繁琐和头疼的问题，LED器件经规范条件测试合格后，最后把关便是通用的老化试验了，然而常规的老化试验只能剔除部分早期失效的大功率LED，对次早期失效的大功率LED却无能为力，同时这一方法用于剔除早期失效的大功率LED的近期效果也极为有限，因而人们期望延长老化时间来达到预期目标，有的甚至将老化时间延长至240小时，但终将于事无补，大功率照明的早期和次早期失效的LED仍不断出现（其他部件失效另文探讨），这对昂贵的大功率LED路灯而言，也就瑕疵难掩，难附长寿命之实。

目前，有效地预测和检测LED的性能失效的设备还没存在，而一般的检测都是采用传统的方法来处理。一般来说，LED老化就是采用高电压耐受驱动方法，将比正常驱动电压高的驱动电压作用于LED，该方法是将比驱动LED所需的多个电压都高的电压作用于LED，并且给LED提供耐受测试。高电压耐受驱动方法测试可以提高检测令所施加的电压电平能对电路开路的LED存在的线路缺陷进行检测的能力。高电压耐受驱动方法可以显著地减少老化测试时间以及提供LED的生产率。但是现在没有还没有适合LED老化检测的专门装置设备，传统的方法是采用人工测试的方式，利用人手对每个LED进行老化测试，而这种方式检测不仅对于检测工人的眼睛具有极大的伤害而且其检测的效率非常低，以每天工作8小时计，每个工人每天检测最多5千个LED,且人工检测，对于LED拔出时其正负极的管脚容易弯曲变心，影响产品的质量。

为改变这一现状，则需另辟蹊径，别开思路。申请人从长期的工作实践和查阅资料中分析、研究了大功率LED照明装置***失效机理和LED器件失效机理后研究出了本方法，采取了一系列常规测试之外的补充方法，用以剔除早期和次早期失效的大功率LED，从而提高大功率LED的可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种LED老化的检测筛选方法，该方法包括以下步骤：

A. 将待检测的LED阵列对齐，使LED负极管脚与负极触点片良好接触，并且使计算机数控设备输出端的每个触点与对应的每个LED正极管脚连接，保持正极触片和负极触片的电源接通，将热电偶测温仪的每个触点分别与每个LED相接触，使LED阵列通电对阵列上各LED进行老化；

其中输出的额定电压为24V、额定电流输出为50mA，LED老化时间为70分钟，所述计算机数控设备能够根据需要调整输入到各LED的电流和电压，并且能够在计算机显示器上显示出各个输出触点的电压和/或电流值，计算机数控设备周期性的更新显示出的电压和电流值，并对电压和电流值进行存储，对于电压和/或电流值异常的LED单元会在显示器上进行高亮显示；

所述计算机数控设备的输入端连接有热电偶测温仪，接收来自所述热电偶测温仪的温度数据，所述计算机数控设备根据接收到的各个LED的温度数据以及相应的电压和/或电流值，绘制成线性关系的电压、温度函数曲线并在计算机显示器上显示；

B. 所述计算机数控设备周期性的对所述LED阵列进行逐行检测，在所述计算机数控设备中预置有LED启动阀值和关闭阀值参数，在逐行检测中，当检测到LED达不到所述启动阀值和关闭阀值时，在计算机显示器上显示标识，并对标识对应的LED的位置信息进行存储；

C. 在额定电压和电流运行工况下，当检测到LED出现压降异常时，在计算机显示器上显示标识，并对标识对应的LED的位置信息进行存储；

D. 在额定电压和电流运行1小时以上且温度稳定后，当检测到LED的电压值在1小时前后差值超过设定的阈值时，在计算机显示器上显示标识，并对标识对应的LED的位置信息进行存储；

E. 在老化测试时间到达后，根据存储的位置信息，将所有不合格的LED的标识在显示器上显示，操作人员根据计算机上显示的标识，对不合格的LED进行标记筛选，完成LED老化的检测和筛选。

以上是该LED老化的检测筛选方法的核心内容，它的意义远非仅是一种剔除大功率LED早期和次早期失效的非老化方法，推而广之，深入分析、研究失效机理的一般性，按不同的特性修改，也可用于其他器件的遴选，如军事用途的装备等。小而言之，替代老化，节省老化人力、物力和时间，大而言之，企图从根本上探索设备的安全性和可靠性。当然，在工作中，按实际条件即或择取部分应用也有裨益。本申请人在设计制作LED灯具中，除上述内容外，采用一次光学成型、导热良好的复合石墨均温板、热管和风道结合或强制风冷散热***，抗静电、抗配电***引入的共模噪声和瞬变尖峰干扰以及并入LED的保护管等。本方法曾部分用于已挂网运行的LED路灯产品中，历经2至3年考核，情况良好。

附图说明

图1是应用本发明一种LED老化的检测筛选方法的***结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

参见图1，本发明是一种LED老化的检测筛选方法，应用该方法的***主要由计算机数控设备和热电偶测温仪组成，该方法包括下列步骤：

A. 将待检测的LED阵列对齐，使LED负极管脚与负极触点片良好接触，并且使计算机数控设备输出端的每个触点与对应的每个LED正极管脚连接，保持正极触片和负极触片的电源接通，将热电偶测温仪的每个触点分别与每个LED相接触，使LED阵列通电对阵列上各LED进行老化；

其中输出的额定电压为24V、额定电流输出为50mA，LED老化时间为70分钟，所述计算机数控设备能够根据需要调整输入到各LED的电流和电压，并且能够在计算机显示器上显示出各个输出触点的电压和/或电流值，计算机数控设备周期性的更新显示出的电压和电流值，并对电压和电流值进行存储，对于电压和/或电流值异常的LED单元会在显示器上进行高亮显示；

所述计算机数控设备的输入端连接有热电偶测温仪，接收来自所述热电偶测温仪的温度数据，所述计算机数控设备根据接收到的各个LED的温度数据以及相应的电压和/或电流值，绘制成线性关系的电压、温度函数曲线并在计算机显示器上显示；

B. 所述计算机数控设备周期性的对所述LED阵列进行逐行检测，在所述计算机数控设备中预置有LED启动阀值和关闭阀值参数，在逐行检测中，当检测到LED达不到所述启动阀值和关闭阀值时，在计算机显示器上显示标识，并对标识对应的LED的位置信息进行存储；

不同颜色LED的开启阀值和关闭阀值随不同厂商和批次均有差别，对超过均值20％以上的LED器件均应予以剔除。

C. 在额定电压和电流运行工况下，当检测到LED出现压降异常时，在计算机显示器上显示标识，并对标识对应的LED的位置信息进行存储；

在LED通电工作后，按相同时间间隔采用测量LED器件的工作电压和采用热电偶测温仪测量温度，可绘制成线性关系的电压、温度函数曲线，对偏离曲线误差达20％及以上的LED器件予以剔除。

D. 在额定电压和电流运行1小时以上且温度稳定后，当检测到LED的电压值在1小时前后差值超过设定的阈值时，在计算机显示器上显示标识，并对标识对应的LED的位置信息进行存储；

LED光源通电工作1小时以上且温度稳定或温度变化率＜5％后，测量各LED工作电压，对超过平均工作电压值20％及以上的LED器件予以剔除。

E. 在老化测试时间到达后，根据存储的位置信息，将所有不合格的LED的标识在显示器上显示，操作人员根据计算机上显示的标识，对不合格的LED进行标记筛选，完成LED老化的检测和筛选。

申请人在设计制作LED灯具中，除了采用上述方法来进行LED老化的检测筛选之外，还会采用下面这些方法来进行筛选，同样也能很好的保证产品的安全性和可靠性。

将LED器件置于氟碳惰性液体中，其优点是试品不会留下污染性痕迹），在规范允许的高低温下，进行热震荡试验，加温至指定温度和指定时间，多次循环、反复储藏，以期利用LED封装材料膨胀系数和收缩比差异产生的应力，使键合点位移增大、金线（或铝线）提前疲劳损坏，以剔除金线键合不良易开路的婴儿死亡期LED器件。LED器件生产厂商在其出具的LED技术参数规范中，给出了LED的工作温度范围，在其范围的边界值下，进行每间隔2小时的热震荡试验，循环3次后剔除已损坏和常规检测参数，主要是反向漏电流≥5μa，不合格的LED器件。

在上述条件不足或进一步补充的方法是将LED置于硅油内加温至130℃，每降2℃-10℃在脉冲电压下测其正向压降，以获得此批次LED vf /TJ模型曲线，从而剔除飞点不良品。

此外，还可以利用LED发光及光伏效应的双向性，在正常使用的逆条件下检测，剔除LED器件PN结受到有机物污染的不良品；但因在强烈的外界电磁场信号中提取微弱的光生电流非常困难。因此采用抗混滤波、锁相放大技术，方可从强烈的环境噪声中分离微弱的光生电流，以判断和剔除不良品。采用抗混滤波及锁相放大电路检测在500lx光强下LED的光生电压，剔除低于平均光生电压值20％的LED。

由于LED V-A特性的离散性很大，PN结上的电流密度常是非均匀分布，这一现象又因电流差异而随机变化，采用面测温方式在设定的运行条件下测试，剔除高器件。采用面测温仪对相同工作电流的LED矩阵排列光源进行测温，由于PN结结构的随机差异，电流呈束流状、电流密度升高，将产生局部异常（超过平均值20％）温升的LED器件予以剔除。

在同一批次LED组装的光源中，剔除波长红移的器件。采用光谱波长测试仪对同一批次LED和第4条中经过热振荡处理后的LED进行测试，对波长增加20％及以上的LED予以剔除。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1. 一种LED老化的检测筛选方法，其特征在于包括下列步骤：

A. 将待检测的LED阵列对齐，使LED负极管脚与负极触点片良好接触，并且使计算机数控设备输出端的每个触点与对应的每个LED正极管脚连接，保持正极触片和负极触片的电源接通，将热电偶测温仪的每个触点分别与每个LED相接触，使LED阵列通电对阵列上各LED进行老化；

其中输出的额定电压为24V、额定电流输出为50mA，LED老化时间为70分钟，所述计算机数控设备能够根据需要调整输入到各LED的电流和电压，并且能够在计算机显示器上显示出各个输出触点的电压和/或电流值，计算机数控设备周期性的更新显示出的电压和电流值，并对电压和电流值进行存储，对于电压和/或电流值异常的LED单元会在显示器上进行高亮显示；

所述计算机数控设备的输入端连接有热电偶测温仪，接收来自所述热电偶测温仪的温度数据，所述计算机数控设备根据接收到的各个LED的温度数据以及相应的电压和/或电流值，绘制成线性关系的电压、温度函数曲线并在计算机显示器上显示；

将LED器件置于规范允许的高低温下多次循环、反复储藏，或将LED置于氟碳惰性液体中进行热震荡试验，以期利用LED封装材料膨胀系数和收缩比差异产生的应力，使键合点位移增大、金线或铝线提前疲劳损坏，以剔除金线键合不良易造成LED开路的早期失效品；

B. 所述计算机数控设备周期性的对所述LED阵列进行逐行检测，在所述计算机数控设备中预置有LED启动阀值和关闭阀值参数，在逐行检测中，当检测到LED达不到所述启动阀值和关闭阀值时，在计算机显示器上显示标识，并对标识对应的LED的位置信息进行存储；

C. 在额定电压和电流运行工况下，当检测到LED出现压降异常时，在计算机显示器上显示标识，并对标识对应的LED的位置信息进行存储；

D. 在额定电压和电流运行1小时以上且温度稳定后，当检测到LED的电压值在1小时前后差值超过设定的阈值时，在计算机显示器上显示标识，并对标识对应的LED的位置信息进行存储；

E. 在老化测试时间到达后，根据存储的位置信息，将所有不合格的LED的标识在显示器上显示，操作人员根据计算机上显示的标识，对不合格的LED进行标记筛选，完成LED老化的检测和筛选。