LED片式COB光源的加速寿命试验及失效分析

摘要

本课题以新型LED片式COB光源为研究对象，设计加速寿命试验方案，推算光源的寿命，对片式COB光源应用中出现的发黑失效和分层失效问题进行分析，并提出改进措施。主要的工作和结论如下：
　　首先，论述了LED加速寿命试验理论，包括加速寿命试验的概念，并对寿命推算模型进行了重点介绍。
　　其次，设计了片式COB光源的加速寿命试验。试验表明在恒定电流应力加速条件下，光源光电性能会随着老化时间的增加而逐渐退化，但这些性能都还较为稳定，并未出现突变失效。并根据测试数据和加速寿命理论，对光源的寿命进行了推算，计算出其平均寿命约为21591小时。
　　再者，针对片式COB光源出现的芯片附近发黑现象，提出了一种用于揭示LED发黑机制的失效检测分析流程。用扫描电镜（SEM）等定位发黑区域为荧光胶层，借助X射线光电子能谱仪（XPS）分析荧光胶层发黑前后的化学键变化，从材料层面说明发黑的本质是混荧光粉的硅树脂中的C=C键和C=O键被打开，形成游离态的C沉积在LED芯片表面形成了发黑物质，即硅树脂发生了降解碳化；并提出将片式COB光源额定功率降低至0.8W使用的改进措施。
　　最后，针对片式COB光源出现的分层现象，根据理论分析引出分层失效的最主要因素是焊接热过程和光源工作热过程；然后利用计算机有限元模拟，研究了热过程对光源分层失效的影响，发现焊接热过程对光源的分层影响非常大，需要优化其应用时的连接方案；并分析了分层对光源散热能力的影响，发现由于光源自散热的结构优势，分层对其散热影响较小。

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1 绪论

1.1 LED简介

1.2 LED片式COB光源

1.3 LED失效国内外研究现状

1.4 课题研究目的及意义

1.5 论文的内容及结构

2 LED加速寿命试验理论

2.1 加速寿命试验的概念

2.2 加速寿命试验方案

2.3 寿命推算模型

2.4 本章小结

3 LED片式COB光源的加速寿命试验

3.1 试验方案设计

3.2 试验结果与分析

3.3 片式COB光源的寿命推算

3.4 本章小结

4 LED片式COB光源的黑化失效分析

4.1问题描述与实验设计

4.2黑化失效分析过程

4.3黑化失效机理分析

4.4 改进措施

4.5 本章小结

5 LED片式COB光源的分层失效分析

5.1 分层现象描述与分析

5.2 热过程对分层的影响

5.3 分层现象对光源散热性能的影响

5.4 本章小结

6 全文总结及展望

6.1总结

6.2创新点

6.3展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文