SSL 系統的多尺度失效機理

由於LED照明産品設計的多樣性和組成材料的複雜性，造成其系統失效模式在各個産業鏈環節上都可能出現，而且能够相互作用。在不同産業鏈環節上的相同失效模式也經常有不同的、複雜的、相互影響的失效機理。

GaN基LED器件由于本身的特殊性，其可靠性問題主要包括：襯底材料以及化合物半導體的异質外延生長；GaN的p型摻雜及摻雜元素的鈍化；電極金屬化及歐姆接觸；器件儲存與工作工程中電流，溫度以及靜電等因素。主要失效模式有光衰，色漂以及灾難性失效。其中，引起光衰與色漂失效的主要原因是材料缺陷以及電流與熱應力對摻雜的影響。而灾難性失效主要來源于材料缺陷，工藝造成的機械損傷以及器件內部的殘餘應力與熱應力。

大量的研究表明對于LED光源器件，由封裝失效而引起的光源失效遠大于芯片失效。封裝失效主要來源于高分子光學材料和封裝內部的介面。此外，一些其他的失效模式，如環境濕度所引起的失效，也漸漸得到關注，但相關的失效機理仍然有待研究。封裝失效具有一個緩慢的失效過程。在此過程中絕大部分封裝失效無法避免，但可以通過改善封裝設計和工藝的方式延緩，使得LED光源器件在設計壽命內工作良好。

LED光源器件存在兩種主要的介面，即熒光粉層與芯片之間的介面和芯片與基板之間的介面。介面的失效主要由不同材料間的熱膨脹係數（CTE）的差別引發的熱應力導致，引起LED光源器件封裝熱阻的增加和出光效率的降低

對于封裝而言，還有一個影響LED器件可靠性的重要因素就是濕氣進入封裝材料內部而引起的腐蝕。在LED使用中，濕氣引起的腐蝕會導致引綫變質、PCB銅綫銹蝕，隨濕汽引入的可動導電離子還有可能駐留在芯片表面，從而造成漏電。此外，封裝質量不好的器件，在其封裝體內部會有大量的殘留氣泡，這些殘留的氣泡同樣也會造成器件的腐蝕。另外，對於處理不當的銀元素也會導致材料表面的黑化。

LED驅動裝置中各分離器件質量的好壞直接决定著LED電源的品質。驅動電路由電子元件組成，包括半導體元件、電阻、電容、電感等，這些元器件在服役的過程中無時無刻不經歷著電、熱、磁、機械等應力的考研，往往因某個小器件的异常或者損壞，導致整個電路乃至整燈失效。LED驅動電源的失效，主要體現爲輸出异常，包括輸出開路，輸出短路，輸出值與額定值偏離，輸出閃爍等。