試驗(yàn)樣品選用的樣品為大功率LED單模塊，每種樣品的樣品量為5顆。樣品類型一共為4種，如圖1 所示。為了研究熒光粉層對(duì)LED可靠性的影響，采用白光LED和藍(lán)光LED兩種單模塊進(jìn)行對(duì)比，這兩種封裝形式的樣品均采用陶瓷基板封裝形式，如圖1（a）和1（b）所示。同時(shí)，對(duì)不同色溫的LED的可靠性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，采用的試驗(yàn)樣品分別為支架封裝形式的冷白光（色溫為5800K 左右） LED和暖白光（色溫為3000K左右） LED單模塊，如圖1（c）和1（d）所示。冷白光LED中所用的熒光粉為Ce摻雜YAG黃色熒光粉，該熒光粉的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜如圖1（a）所示。相比冷白光LED，暖白光LED在熒光粉層中添加了Eu摻雜的硅酸鹽型紅色熒光粉，該熒光粉的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜如圖1（b）所示。

圖1

    圖1大功率LED在高溫下的加速試驗(yàn)樣品: （a）陶瓷基板封裝形式白光LED； （b）陶瓷基板封裝形式藍(lán)光LED； （c） 圓形支架封裝形式的冷白光LED； （d）圓形支架封裝形式的暖白光LED圖2熒光粉的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜: （a） Ce摻雜YAG黃色熒光粉和（b） Eu摻雜硅酸鹽紅

圖2

    試驗(yàn)裝置與設(shè)備試驗(yàn)設(shè)備

包括恒溫恒濕試驗(yàn)箱、LED光源光色測(cè)試系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電源、結(jié)溫測(cè)試儀和三維體式顯微鏡，如圖3所示。恒溫恒濕箱用以提供恒定的溫度環(huán)境，其樣品室內(nèi)的溫度均勻度為±2℃，當(dāng)溫度穩(wěn)定之后，其溫度波動(dòng)度不超過±0.5℃。LED光源光色測(cè)試系統(tǒng)包括積分球和光譜分析系統(tǒng)，用于精確測(cè)量LED光源的正反向電性能、光輻射功率、光.通量、色品坐標(biāo)、主波長(zhǎng)等光電參數(shù)。LED的驅(qū)動(dòng)電源采用的是恒流電源，輸出的電流范圍為: 350~ 1000mA，輸出功率的范圍為: 5~ 50W。樣品的結(jié)溫通過基于正向壓降法的結(jié)溫測(cè)試儀來測(cè)量。三維體式顯微鏡用于LED樣品的形貌觀察。

圖3

    LED采用的鋁熱沉如圖4所示。利用鋁熱沉，可以將單模塊5顆為一-組相互串聯(lián)，裝夾在熱沉上，然后進(jìn)行通電點(diǎn)亮。對(duì)于支架式白光LED，它的底部與鋁熱沉之間用導(dǎo)熱膏進(jìn)行填充。在陶瓷基板式LED與鋁熱沉之間采用厚度為1mm的導(dǎo)熱硅膠墊。將每種LED樣品的結(jié)溫的均值作為這種樣品的結(jié)溫。在試驗(yàn)條件下，LED 樣品的結(jié)溫如表5所示。樣品在恒溫恒濕試驗(yàn)箱內(nèi)放置在支架上，并且使樣品之間保持一定的距離，以利于空氣的流動(dòng)。試驗(yàn)條件為在85℃環(huán)境溫度下對(duì)LED單模塊樣品施加1000mA的驅(qū)動(dòng)電流。持續(xù)老化時(shí)間為1000 小時(shí)，在開始老化之前和老化結(jié)束之后，以及在老化過程中每隔一段時(shí)間對(duì)樣品進(jìn)行光電參數(shù)測(cè)試和形貌觀察。

圖4

圖5