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发光二极管的牢靠性
较之传统的LED,照明LED的输入功率更大,应用环境和条件更加恶劣和严苛,这对LED的牢靠性提出了更高的要求。
发光二极管的牢靠性是指它们对热、电、机械等应力的承受实力。
牢靠性必需进行大量的试验或调查探讨,才能对产品的牢靠度、失效率、寿命特征进行统计和估算。
含义:产品在规定条件下和规定的时间内,完成规定功能的实力。
规定的条件不同,产品的牢靠性也不同。规定的条件包括:环境条件、负荷大小、工作方式和运用方式等。
一般状况下,温度越高,额定负荷越大,产品牢靠性就越低。同时,产品牢靠性随着时间的推移而降低。
在实际工作中,一个发光二极管由于各种偶然的因素而失效,具有确定的随机性。但大量的样品的失效统计具有规律性。
当投入试验的样品充分大时,在某个时刻t时,失效的样品数m(t)与试验样品数n的比值,失效发生的概率,具有确定的规律。
将牢靠性用概率表示时为牢靠度R:
把抽象的牢靠性用数学形式的概率表示,这就是牢靠性技术发展的动身点
失效:执行规定功能(如光通量、发光效率、正向压降、反向漏电流等)的实力的终止
严峻失效:关键的光电参数变更至LED不能点亮的程度。
参数失效:关键的光电参数由初始值变更至超过确定程度。
失效率(λ):单位工作时间内LED严峻失效数的百分比
大量的试验发觉,LED的失效随时间的统计分布规律呈浴盆状
段,又称随机失效阶段。失效率很低且很稳定,近似为常数,器件失效往往带偶然性,为运用最佳期。
第三阶段:损耗失效阶段。失效率明显上升,大部分器件相继出现失效。
第一阶段:早期失效或老化阶段。失效发生在产品运用的初期,失效率较高,随工作时间的延长而快速下降。
其次阶段:有效寿命阶
牢靠性:产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的实力
工作条件
规定时间:同一工作条件下,保持的时间越长,牢靠性越高
牢靠性=固有牢靠性+应用牢靠性
环境条件
负荷条件
工作方式
气候环境
机械环境
:电、热、力等应力条件
:连续工作、间断工作、存储状态
平均无故障时间(MTTF)=1/λ,λ为失效率
λ与MTTF示例:1M器件小时=%(每1000小时)
在不同的温度上估算失效率
Ea为激活能,,K为玻尔兹曼常数,T为确定温度
系数牢靠度:
n个同样器件组成的系统:
寿命是定量表征LED牢靠性的一物理量。在某一个特定LED个体发生失效之前,难以标明其准确的寿命值。
但明确了某一批LED产品的失效率特征后,就可以得到表征其牢靠性的若干寿命特征量,如平均寿命、牢靠寿命、中位寿命、特征寿命等。
平均寿命:指一批电子器件产品寿命的平均值
平均寿命是电子器件最常用的一种寿命特征量
牢靠寿命TR:一批电子器件产品的牢靠度下降到r时,所经验的工作时间