SSL 產品可靠性測試方法

LED系統和産品可靠性是一種跨越多功能性、多學科性、多尺度、多種技術、多種工藝、多種材料、多種介面及多種失效模式的複雜學科。對于LED新工藝和産品的研發，目前國際上多是使用試錯法（Trial-and-error）,其主要問題是開發周期長，不能保證首試即成(First time right)。由于缺乏LED可靠性的相關基礎理論研究，以及LED系統所需要的先進可靠性設計方法，據統計，LED産品國內外每年因可靠性的直接經濟損失就高達3億美元。

表、現行的SSL產品可靠性測試方法

測試項目	標準	描述	備註
流明維持率	IES LM-80-08/Energy Star	3種不同溫度下6000小時壽命測試，溫度分別爲55℃，85℃和用戶自定義溫度	Energy Star規定10個樣品
快速循環應力測試	Energy Star	循環時間：2分鐘啓動，2分鐘關閉。	Energy Star規定10個樣品
流明維持率	IEC/PAS 62612	45℃環境溫度下6000小時測試
快速循環應力測試	IEC/PAS 62612	循環時間：30秒啓動，30秒關閉。
熱衝擊	IEC/PAS 62612	-10℃至50℃，1小時進行5次衝擊

 

美國能源部（DOE）在連續多年發布的《LED多年度工作計劃(MYPP)》中，一直把可靠性作爲一項主要任務。2013年的MYPP報告指出[13]，未來LED照明産品的壽命不僅僅需要評估流明衰减，也必須考慮其他的失效模式。報告針對LED系統可靠性預估進行了展望和具體的工作目標部署。其中包括：（1）采集和分析LED照明産品和器件的可靠性數據，明確其失效機理，幷改善照明産品的可靠性（含光色穩定性）；（2）開發幷驗證考慮器件相互影響的加速測試方法；（3）研發LED産品可靠性及壽命預估工具，建立LED器件和關鍵組件（LED封裝、驅動電源以及光學和機械部件）的可靠性數據庫。在2020年實現LED燈具可靠性預測的準確性達到10%的目標。爲實現這一目標，DOE 2011年成立了由照明企業、國家實驗室、研究所和院校等30餘家組成的“LED系統可靠性聯盟（LSRC）”。聯盟既包括通用電子（GE）、科銳（CREE）、飛利浦（PHILIPS）和歐司朗（OSRAM）等大型企業，也包括正在成長的中小型企業。研究所包括PNNL（Pacific Northwest National Laboratory，美國西北太平洋國家實驗室）和RTI（Research Triangle Institute, 三角研究院），大學包括University of Maryland（馬裏蘭大學）和Lamar University（拉瑪爾大學）等。此外，DOE自2006年啓動CALiPER工程（即市場LED産品的評價和彙報工程），通過DOE指定的專門檢測機構對各種LED照明應用産品進行標定。其目的是促進LED生産企業的産品達標，有意識地淘汰劣質LED産品。該項工程爲LED産品可靠性數據庫提供了大量數據。

與此同時，國際上的LED照明産業巨頭均開始進行各自的全球性LED可靠性研發戰略布局。以飛利浦爲例，2010年起，飛利浦聯合包括歐洲、中國、美國等近30家學校、研究院、企業進行協同創新（Open innovation）研發，協作單位包含科研機構、材料供應商、檢測機構、光源/電源控制裝置供應商等。此外，飛利浦聯合多家企業向IEC提交了“Principal Component Reliability Testing for LED-based Products”標準提案。提案中定義了針對LED光學材料的可靠性測試方法細則以及失效判斷準則。

6000小時(或以上)測試時間過長，測試費用也過高，完全不能滿足市場的需求。因爲有別于傳統燈具技術比較成熟和穩定，LED 技術發展迅速，每隔半年産品用的芯片和産品外形都有很大的變化，等到6000小時的光衰試驗做完，這個産品可能已經被市場淘汰，因此必須找到更快速和更科學的LED 燈具可靠性檢測方法。