LED测试参数

LED测试参数
LED测试参数

LED光电性能测试上网时间:2009-06-25 来源:中国LED网中心议题:

LED的测试方法

LED测试标准的制定

解决方案:

测试LED的电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性

半导体发光二极管(LED)已经被广泛应用于指示灯、信号灯、仪表显示、手机背光、车载光源等场合,尤其是白光LED技术的发展,LED在照明领域的应用也越来越广泛。但是过去对于LED的测试没有较全面的国家标准和行业标准,在生产实践中只能以相对参数为依据,不同的厂家、用户、研究机构对此争议很大,导致国内LED产业的发展受到严重影响。因此,半导体发光二极管测试方法国家标准应运而生。

LED测试方法

基于LED各个应用领域的实际需求,LED的测试需要包含多方面的内容,包括:电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性等。

1、电特性

LED是一个由半导体无机材料构成的单极性PN结二极管,它是半导体PN结二极管中的一种,其电压-电流之间的关系称为伏安特性。由图1可知,LED电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流和反向电压,LED必须在合适的电流电压驱动下才能正常工作。通过LED 电特性的测试可以获得LED的最大允许正向电压、正向电流及反向电压、电流,此外也可以测定LED的最佳工作电功率。

LED电特性的测试一般利用相应的恒流恒压源供电下利用电压电流表进行测试。

2、光特性

类似于其它光源,LED光特性的测试主要包括光通量和发光效率、辐射通量和辐射效率、光强和光强分布特性和光谱参数等。

(1)光通量和光效

有两种方法可以用于光通量的测试,积分球法和变角光度计法。变角光度计法是测试光通量的最精确的方法,但是由于其耗时较长,所以一般采用积分球法测试光通量。如图2所示,现有的积分球法测LED光通量中有两种测试结构,一种是将被测LED放置在球心,另外一种是放在球壁。

图 2 积分球法测LED光通量

此外,由于积分球法测试光通量时光源对光的自吸收会对测试结果造成影响,因此,往往引入辅助灯,如图3所示。

图3 辅助灯

法消除自吸收影响

在测得光通量之后,配合电参数测试仪可以测得LED的发光效率。而辐射通量和辐射效率的测试方法类似于光通量和发光效率的测试。

(2)光强和光强分布特性

图4 LED光强测试中的问题

如图4所示,点光源光强在空间各方向均匀分布,在不同距离处用不同接收孔径的探测器接收得到的测试结果都不会改变,但是LED由于其光强分布的不一致使得测试结果随测试距离和探测器孔径变化。因此,CIE-127提出了两种推荐测试条件使得各LED在同一条件下进行光强测试与评价,目前CIE-127条件已经被各LED制造商和检测机构引用。

图5 CIE-127推荐LED光强测试条件

(3)光谱参数

LED的光谱特性参数主要包括峰值发射波长、光谱辐射带宽和光谱功率分布等。单色LED的光谱为单一波峰,特性以峰值波长和带宽表示,而白光LED的光谱由多种单色光谱合成。所有LED的光谱特性都可由光谱功率分布表示,而由LED的光谱功率分布还可计算得到色度参数。

光谱功率分布的测试需要通过分光进行,将各色光从混合的光中区分出来进行测定,一般可以采用棱镜和光栅实现分光测定。

图 6 白光LED光谱功率分布

3、开关特性

LED开关特性是指LED通电和断电瞬间的光、电、色变化特性。通过LED开关特性的测试可以获得LED在通断电瞬间工作状态、物质属性等的变化规律,由此不仅可了解通断电对LED 的损耗,也可用以指导LED驱动模块的设计等。

4、颜色特性

LED的颜色特性主要包括色品坐标、主波长、色纯度、色温及显色性等,LED的颜色特性对白光LED尤为重要。现有的颜色特性测试方法有分光光度法和积分法。如图7所示:分光光度法是通过单色仪分光测得LED光谱功率分布,之后利用色度加权函数积分获得对应色度参数;积分法是利用特定滤色片配合光电探测器直接测得色度参数;分光光度法的准确性要大大高于积分法。

图7 LED颜色特性测试方法

5、热学特性

LED的热学特性主要指热阻和结温。热阻是指沿热流通道上的温度差与通道上耗散的功率之

比。结温是指LED的PN结温度。LED的热阻和结温是影响LED光电性能的重要因素。

现有的对LED结温的测试一般有两种方法:一种是采用红外测温显微镜或微型热偶测得LED 芯片表面的温度并视其为LED的结温,但是准确度不够;另外一种是利用确定电流下的正向偏压与结温之间反比变化的关系来判定LED的结温,这种方法较复杂。

6、可靠性

LED的可靠性包括静电敏感度特性、寿命、环境特性等。

静电敏感度特性是指LED能承受的静电放电电压。某些LED由于电阻率较高,且正负电极距离很短,若两端的静电电荷累积到一定值时,这一静电电压会击穿PN结,严重时可将PN 结击穿导致LED失效,因此必须对LED的静电敏感度特性进行测试,获得LED的静电放电故障临界电压。目前一般采用人体模式、机器模式、器件充电模式来模拟现实生活中的静电放电现象。

为了观察LED在长期连续使用情况下光性能的变化规律,需要对LED进行抽样试验,通过长期观察和统计获得LED寿命参数。

对于LED环境特性的试验往往采用模拟LED在应用中遇到的各类自然侵袭,一般有:高低温冲击试验、湿度循环试验、潮湿试验、盐雾试验、沙尘试验、辐照试验、振动和冲击试验、跌落试验、离心加速度试验等。

三、国家标准的制定

总结以上测试方法,半导体发光二极管测试方法国家标准对LED电特性、光学特性、热学特性、静电特性及寿命测试都作了相应的规定。

对于电特性测试,标准分别规定了LED正向电压、反向电压、反向电流的测试框图;对于光通量测试,标准规定采用2π立体角测试结构;对于光强测试,标准引用了CIE-127的推荐条件;此外,对光谱测试、热学特性测试、静电放电敏感度测试、寿命测试等都作了明确的规定。

国家标准的制定总结了现有LED的测试方法,将其中的科学适用的方法升级为标准测试方法,很好地消除了各界在LED测试领域存在的分歧,也使测试结果更加真实地反映我国LED产业的整体水平。但是鉴于LED技术还在处于不断地发展之中,国家标准的制定并不是一劳永逸的,应当时刻将最新最合适的测试技术引入标准之中。

防水插座大部分是IEC60309标准的产品,安装形式有明装和暗装两种形式,明装又有直式和斜式之分,还有一种是线缆连接器的活动插座;IP防护等级是国

际电工对电气产品防水防尘等级的定义;IP防护等级是由两个数字所组成,第1

个数字表示灯具离尘、防止外物侵入的等级,第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度,数字越大表示其防护等级越高。

表一:

数字防护范围说明

0 无防护对外界的人或物无特殊的防护

1 防止大于50mm的固体外物侵入防止人体(如手掌)因意外而接触到电器内部的零件,防止较大尺寸(直径大于50mm)的外物侵入

2 防止大于12.5mm的固体外物侵入防止人的手指接触到电器内部的零件,防止中等尺寸(直径大于12.5mm)的外物侵入

3 防止大于2.5mm的固体外物侵入防止直径或厚度大于2.5mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件

4 防止大于1.0mm的固体外物侵入防止直径或厚度大于1.0mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件

5 防止外物及灰尘完全防止外物侵入,虽不能完全防止灰尘侵入,但灰尘的侵入量不会影响电器的正常运作

6 防止外物及灰尘完全防止外物及灰尘侵入

表二:

第二个标示特性号码(数字)所指的防护程度

数字防护范围说明

0 无防护对水或湿气无特殊的防护

1 防止水滴侵入垂直落下的水滴(如凝结水)不会对电器造成损坏

2 倾斜15度时,仍可防止水滴侵入当电器由垂直倾斜至15度时,滴水不会对电器造成损坏

3 防止喷洒的水侵入防雨或防止与垂直的夹角小于60度的方向所喷洒的水侵入电器而造成损坏

4 防止飞溅的水侵入防止各个方向飞溅而来的水侵入电器而造成损坏

5 防止喷射的水侵入防止来自各个方向飞由喷嘴射出的水侵入电器而造成损坏

6 防止大浪侵入装设于甲板上的电器,可防止因大浪的侵袭而造成的损坏

7 防止浸水时水的侵入电器浸在水中一定时间或水压在一定的标准以下,可确保不因浸水而造成损坏

8 防止沉没时水的侵入电器无限期沉没在指定的水压下,可确保不因浸水而造成损坏

附加字母:防止接近危险部件

A 手背

B 手指

C 工具

D 金属线

补充字母:专门补充的信息

H 高压设备M 做防水试验时试样运行S 做防水试验时试样静止W 气候条件

编辑本段- 防水试验

1、范围

防水试验包括第二位特征数字为1至8,即防护等级代码为IPX1至IPX8。2、各种等级的防水试验内容

(1)IPX1 方法名称:垂直滴水试验试验设备:滴水试验装置及其试验方法见2.11 试样放置:按试样正常工作位置摆放在以1r/min的旋转样品台上,样品顶部至滴水口的距离不大于200mm 试验条件:滴水量为1 0.5 mm/min;试验持续时间:10 min;(2)IPX2 方法名称:倾斜15°滴水试验试验设备:滴水试验装置及其试验方法见2.11 试样放置:使试样的一个面与垂线成15°角,样品顶部至滴水口的距离不大于200mm。每试完一个面后,换另一个.....面,共四次。试验条件:滴水量为3 0.5 mm/min;试验持续时间:4×2.5 min(共10 min);(3)IPX3 方法名称:淋水试验试验方法: a.摆管式淋水试验试验设备:摆管式淋水溅水试验装置(装置图形及其试验方法见本书2.14) 试样放置:选择适当半径的摆管,使样品台面高度处于摆管直径位置上,将试样放在样台上,使其顶部到样品喷水口的距离不大于200mm,样品台不旋转。试验条件:水流量按摆管的喷水孔数计算,每孔为0.07 L/min。淋水时,摆管中点两边各60°弧段内的喷水孔的喷水喷向样品。被试样品放在摆管半圆中心。摆管沿垂线两边各摆动60°,共120°。每次摆动(2×120°约4s 。试验时间:连续淋水10 min 。 b.喷头式淋水试验试验设备:手持式淋水溅水试验装置,装置图形及其试验方法见本书2.14 试样放置:使试验顶部到手持喷头喷水口的平行距离在300mm至500mm之间试验条件:试验时应安装带平衡重物的挡板,水流量为10 L/min 试验时间:按被检样品外壳表面积计算,每平方米为1 min (不包括安装面积),最少5 min 。(4)IPX4 方法名称:溅水试验;试验方法: a.摆管式溅水试验试验设备和试样放置:与上述第(3)条IPX3 之a 款均相同;试验条件: 除下述条件外,与上述第(3)条IPX3 之a 款均相同;喷水面积为摆管中点两边各90°弧段内喷水孔的喷水喷向样品。被试样品放在摆管半圆中心。摆管沿垂两边各摆动180°,共约360°。每次摆动(2×360°约12s 。试验时间:与上述第(3)条IP

文字

IP(INTERNATIONAL PROTECTION)防护等级和防水试验所依据的标准有:1)由IEC(INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION)所起草国际防护和防水试验标准:国际电工委员会标准IEC 529 – 598 2)国标GB 700 – 86 3)GB 4208等。IP防护等级实验室:目前能进行IP等级试验的实验室主要有环境可靠性与电磁兼容试验中心,航天环境可靠性试验与检测中心、苏州电器科学研究所院、国家电器产品质量监督检验中心等。

IEC IP防护等级定义

IP 表示Ingress Protection(进入防护).IEC IP防护等级是电气设备安全防护的重要. IP等防护级系统提供了一个以电器设备和包装的防尘、防水和防碰撞程度来对产品进行分类的方法,这套系统得到了多数欧洲国家的认可,国际电工协会IEC(International Electro Technical Commission)起草,并在IED529(BS EN 60529:1992)外包装防护等级(IP code)中宣布。防护等级多以IP后跟随两个数字来表述,数字用来明确防护的等级。第一个数字表明设备抗微尘的范围,或者是人们在密封环境中免受危害的程度。I代表防止固体异物进入的等级,最高级别是6;第二个安字表明设备防水的程度。P代表防止进水的等级,最高级别是8。如电机的防护等级IP65,防护等级IP55等等. 接触电气设备保护和外来物保护等级(第一个数字) 电气设备防水保护等级( 第二个数字) 第一个数字防护范围第二个数字防护范围名称说明名称

说明0 无防护- 0 无防护- 1 防护50mm直径和更大的固体外来体探

测器,球体直径为50mm,不应完全进入 1 水滴防护垂直落下的水滴不应引起损害 2 防护12.5mm直径和更大的固体外来体探测器,球体直径为12.5mm,不应完全进入 2 柜体倾斜15度时,防护水滴柜体向任何一侧倾斜15度角时,垂直落下的水滴不应引起损害 3 防护2.5mm直径和更大的固体外来体探测器,球体直径为2.5mm,不应完全进入 3 防护溅出的水以60度角从垂直线两侧溅出的水不应引起损害 4 防护1.0mm直径和更大的固体外来体探测器,球体直径为1.0mm,不应完全进入 4 防护喷水从每个方向对准柜体的喷水都不应引起损害 5 防护灰尘不可能完全阻止灰尘进入,但灰尘进入的数量不会对设备造成伤害 5 防护射水从每个方向对准柜体的射水都不应引起损害

6 灰尘封闭柜体内在20毫巴的低压时不应进入灰尘6 防护强射水从每个方向对准柜体的强射水都不应引起损害注:探测器的直径不应穿过柜体的孔

7 防护短时浸水柜体在标准压力下短时浸入水中时,不应有能引起损害的水量浸入

8 防护长期浸水可以在特定的条件下浸入水中,不应有能引认识电子产品的防水等级JIS(IPX) 0 无保护 1 防滴I型垂直落下的水滴无有害的影响 2 防滴II型与垂直方向成15“范围内落下的水滴无有窑的影响 3 防雨型与垂直方向成60度范围内降雨无有宾的影响 4 防溅型受任意方向的水飞溅无有害的影响 5 防喷射型任意方向直接受到水的喷射无有害的影响

6 耐水型任意方向直接受到水的喷射也不合讲人内部

7 防浸型在规定的

条件下即使浸在水中也不全许人内部8 水中型长时间浸没在一定压力的水中照样能使用9 防湿型在相对湿度大90%以卜的湿气样能体用国际工业标准防水登记IP和日本工业标准的JIS防水等级是接近的,分0-8的9级,IP

等级同样对防尘做了规定。IPxx 防尘防水等级防尘等级(第一个X表示) 防水等级(第二个X表示) 0 :没有保护 1 :防止大的固体侵入 2 :防止中等大小的固体侵入 3 :防止小固体进入侵入 4 :防止物体大于1mm 的固体进入 5 :防止有害的粉尘堆积 6 :完全防止粉尘进入0 :没有保护 1 :水滴滴入到外壳无影响 2 :当外壳倾斜到15 度时,水滴滴入到外壳无影响 3 :水或雨水从60 度角落到外壳上无影响 4 :液体由任何方向泼到外壳没有伤害影响 5 :用水冲洗无任何伤害 6 :可用于船舱内的环境7 :可于短时间内耐浸水(1m )8 :于一定压力下长时间浸水例:有秤或显示仪表标示为IP65,表示产品可以完全防止粉尘进入及可用水冲洗无任何伤害。IPXX等级中关于防水实验的规定。(1)IPX 1 方法名称:垂直滴水试验试验设备:滴水试验装置试样放置:按试样正常工作位置摆放在以1r/min 的旋转样品台上,样品顶部至滴水口的距离不大于

200mm 试验条件:滴水量为10。5 mm/min 持续时间:10 min (2)IPX 2 方法名称:倾斜15°滴水试验试验设备:滴水试验装置试样放置:使试样的一个面与垂线成15°角,样品顶部至滴水口的距离不大于200mm 。每试验完一个面后,换另一个面,共四次。试验条件:滴水量为30。5 mm/min 持续时间:4×2。5 min(共10 min )(3)IPX 3 方法名称:淋水试验试验方法:a。摆管式淋水试验试验设备:摆管式淋水溅水试验装置试样放置:选择适当半径的摆管,使样品台面高度处于摆管直径位置上,将试样放在样台上,使其顶部到样品喷水口的距离不大于200mm ,样品台不旋转。试验条件:水流量按摆管的喷水孔数计算,每孔为0。07 L/min ,淋水时,摆管中点两边各60°弧段内的喷水孔的喷水喷向样品。被试样品放在摆管半圆中心。

摆管沿垂线两边各摆动60°,共120°。每次摆动( 2×120°) 约4s 试验时间:连续淋水10 min b。喷头式淋水试验试验设备:手持式淋水溅水试验装置试样放置:使试验顶部到手持喷头喷水口的平行距离在300mm 至

500mm 之间试验条件:试验时应安装带平衡重物的挡板,水流量为10

L/min 试验时间:按被检样品外壳表面积计算,每平方米为1 min (不包括安装面积),最少 5 min (4)IPX 4 方法名称:溅水试验试验方法:a.摆管式溅水试验试验设备和试样放置:与上述IPX 3 之 a 款均相同;试验条件: 除后述条件外,与上述IPX 3 之 a 款均相同;喷水面积为摆管中点两边各90°弧段内喷水孔的喷水喷向样品。被试样品放在摆管半圆中心。摆管沿垂线两边各摆动180°,共约360°。每次摆动( 2×360°) 约12s 试验时间:与上述IPX 3 之 a 款均相同( 即10 min )。b.喷头式溅水试验试验设备和试样放置:与上述IPX 3 之b 款均相同;试验条件:拆去设备上安装带平衡重物的挡板,其余与上述IPX 3 之 b 款均相同;试验时间:与上述IPX 3 之b 款均相同,即按被检样品外壳表面积计算,每平方米为1 min (不包括安装面积) 最少5min (5)IPX 5 方法名称:喷水试验试验设备:喷嘴的喷水口内径为6。3mm 试验条件:使试验样品至喷水口相距为2。5m ~3m ,水流量为12。5 L/min ( 750 L/h ) 试验时间:按被检样品外壳表面积计算,每平方米为 1 min (不包括安装面积) 最少 3 min (6)IPX 6 方法名称:强烈喷水试验;试验设备:喷嘴的喷水口内径为12。5 mm 试验条件:使试验样品至喷水口相距为2。5m ~3m ,水流量为100 L/min ( 6000 L/h ) 试验时间:按被检样品外壳表面积计算,每平方米为1 min(不包括安装面积)最少 3 min (7)IPX 7 方法名称:短时浸水试验试验设备和试验条件:浸水箱。其尺寸应使试样放进浸水箱后,样品底部到水面的距离至少为1m 。试样顶部到水面距离至少为0。15m 试验时间: 30 min (8)IPX 8 方法名称: 持续潜水试验;试验设备,试验条件和试验时间: 由供需(买卖)双方商定,其严酷程度应比IPX 7 高。注意:另外,许多户外用电子产品也在强调漂浮能力。

常见的防水插座IP防护等级为IP44室内防溅,IP67室外用,还有一些

IP55\IP68\IP66等,常见品牌:SCAME(意大利)曼乃克斯霸斯(德国);国内威浦、怡达

AQL的意义及其确定方法

利用国家标准制定统计抽样检验方案时,质量水平(AQL,PRQ,LQ,RQL,AOQ,AOQL),检查水平(IL),批量N,通常是检索抽样方案的重要参数。选择检查水平(IL)与批量(N)的规定或原则一般比较明确,容易掌握。而对质量水平的选择是一个生产方和适用方共同关注的焦点,涉及到质量控制、生产管理、营销策略并且和统计检验的理论和实践联系在一起,头绪较多,不易掌握。这里仅就质量水平主要是可接收质量水平AQL的意义,重点对连数批抽样计划设计过程中确定AQL的原则、方法以及AQL的分配做一介绍,供个位在工作过程中参考。

1、质量水平的意义

我们首先简要地介绍几个有关统计抽样检验标准中几个涉及质量水平的概念,他们是:可接收质量水平AQL,生产方风险质量PRQ,极限质量水平LQ,不合格质量水平RQL,平均检出(出厂)质量AOQ,平均检出(出厂)质量上限AOQL。

1.1 可接收质量水平AQL

1.1.1 AQL的定义

对于连续批序列,为进行抽样检查,认为满意的过程平均的最低的质量水平。

1.1.2 AQL的意义

当提交批为一系列的连续批时,采用GB/T2828的抽样计划,主要目的是当批质量处于AQL时能以高概率接收,即在批质量处在合格质量水平时控制生产方的风险比较小。这样一方面保护生产方;一方面告诉生产方,只要他的产品的过程平均质量比AQL好。那么,绝大部分的批可以被使用方接收,这样就可以促使生产方保持和改进产品质量。另一方面,通过调整检查的严格度也可以促使生产方改进产品质量。

1.1.3 AQL的作用

主要用于检索连续批抽样计划。见于GB/T2828,ISO2859,GB/T6378。

1.2 生产方风险质量PRQ

1.2.1 PRQ的定义

生产方按合同规定提供产品批的质量p0符合要求,但按照统计抽样检验方案该批仍有α可能被拒收。这个p0就是PRQ。

1.2.2 PRQ的意义

一般情况下当产品的质量等于PRQ是。统计抽样方案应依高概率接收(1-α)。它实质上就是我们常说的合格质量水平,也可把它称为合格质量水平,也记为AQL。可能被拒收的可能性α,就是生产方承担的风险——在统计上称为弃真概率。

1.2.2 PRQ的意义

PRQ是制定统计抽样方案一个重要参数。出于保护生产方的统计抽样方案、两点型统计抽样方案都要用到PRQ。

1.3 极限质量LQ与适用方风险质量CRQ

1.3.1 LQ与CRQ的定义

1.3.2 LQ与CRQ的意义

如果检验批足孤立批或很少的几批,以至无法调整检验的严格度时,严格控制住一个劣质批被判为合格的机会就显得格外重要了。也有这样的情形,对生产方来说,他所生产的确实是一系列的连续批;但是,使用方却只购买其中的中独一批,这样的使用方也特别关心LQ值。

1.3.3 LQ与CRQ的作用

在GB/T8051,GB/T13546和GB/T15239中部使用了LQ作为批质量指针。

1.4 平均检出质量AOQ与平均检出质量上限AOQL

1.4.1 AOQ与AOQL的意义

1.4.2 AOQ与AOQL的作用

2、确定AQL的原则

AQL是可接收的和不可接收的过程平均的分界线,是与抽样计划有关的一个质量参数,也是从GB/T2828这样一个抽什系统中检索抽样计划的一种索引,为了确定适当的AQL值,这里提出一些原则;但是,迄今还没有一种方法可以运用于一切不同的场合。

下面给出确定AQL时应遵循的一些原则

⑴AQL值是一个满意的过程平均质量,预期供货方的批平均质量不会超过此值。

⑵考虑产品的用途和由于产品失效所引起的后果。比如,同一种规格的电子组件,用于一般民用设备比用于军事设备时AQL值可以大一些;用于普通仪表比用于精密仪表时的AQL值可以大一些。

⑶AQL虽然不是对于个别批质量的要求,但如果确实知道某一批产品的每百单位产品不合格品数(或每百单位产品不合格数)不超过规定的AQL值,应接收该批;否则应拒收该批。

⑷从使用方考虑,不能要求AQL值过小,否则,或者检验费和产品成本会增加,或产品批经常被拒收,以至供货方拒绝签合同。

⑸使用方急需的产品,如果生产方的质量一时难以提高,为了得到产品,AQL值不得不选得适当大一些,待生产方质量改进后再调整AQL值。

⑹当备用零件多,而且在组装为整件时不合格零件容易发现并且以合格零件替换,则AQL可选得大一些;如果一个零件失效后不能从整件上拆下来替换,以至使整件失效,AQL 应选得小一些。

⑺从组装顺序上考虑,如果前一道工序的不合格品会给后一道工序造成时间和物力的浪费,前一工序的AQL值应比后一工序的AQL值小。

⑻可以给单个检验项目指定AQL值,也可给一组检验项目联合指定一个AQL值。

⑼考虑不合格(品)对产品性能的影响的严重程度,在同一个验收抽样问题中,一般要求A类不合格(品)的AQL值小于B类不合格(品)的AQL值;B类不合格(品)的AQL 值小于C类不合格(品)的AQL值。比如,规定A、B和C类不合格(品)的AQL值依次为0.65、0.15和0.40。

⑽AQL不能告诉使用方,单独一批产品能得到的质量保护如何,为了明确对使用方的质量保护,需要查看GB 2828的图1~图11所给出的设计值一次抽样方案的OC曲线图及其相应的数值表。

⑾确定AQL值,依赖于生产方可能提供的质量和使用方认为理想的质量之间的折衷,就是说,是使用方所希望的质量和他所能买得起的质量之间的一种折衷的质量,质量要求越严,生产方越难满足,检验费也越高,而这些费用最终要算在产品上。

⑿AQL值不是对每批都重新指定,在合同中由负责部门(或负责者、)指定。一经指定,不能随意变动。

3、确定AQL的方法

下面给出确定AQL值的一些方法供大家参考。

3.1 工程法

工程方法是根据产品的性能、寿命、互换性、装配、安全性和其它质量要求,把技术上必须保证的质量作为AQL。

3.2 相似法

新产品没有质量的历史资料,为确定AQL值可参考(原材料、结构、工艺等)类似的产品的AQL值。

3.3 经验法

由负责部门人员、工程技术人员、质量质量管理人员根据工序能力等经验商定AQL。

3.4 实验法

实验法是在没有任何鲜艳信息可借鉴的情况下,临时指定一个AQL值,根据使用过程中获得的有关质量信息,再AQL进行调整。

3.5 计算法

对于多部件复杂系统,可考虑零件、部件和整机的关系推算出AQL。如果一个系统或部件由若干个相同零件或具有相同AQL不同的零件组成。那么零件的AQL值(记为AQLx)应适当地小于整件的AQL值(记为AQLX)。假定整机由n个相同零件组成且为串联关系,即一个零件失效会导致整机失效,此时,AQLx 与AQLX 有如下关系:

(AQLX /100)=1(1-(AQLx /100))n

3.6 估计法

在工厂或企业内部,为了促进产品质量的提高,可将估计的过程平均或某个略小于它的值作为AQL值。

3.7 反推法

反推法不去直接指定AQL值,而找一个正常检查抽样方案,使它的OC曲线通过某个接收概率比较低的重要的点,比如无区别点即(OC曲线的控制点〕和使用方风险点,反推出所需的AQL值。

3.8 模型法

建立一个费用模型,选择AQL值使得它所相应的抽样计划的总费用最小。

4、AQL的分配

4.1 一般情况

给不同类别的不合格分配AQL值的方法是各种各样的。最简单的可能是把所有不合格分为A和B两类,每类单独分配一个AQL值,例如:

不合格类A类B类

AQL 0.65%不合格品1.0%不合格品

在规定了抽样方案类型后,从正常检查抽样方案可以检索到两个不同的抽样方案,当两个方案都作出合格判断时才能判该批产品正常检查合格;只要有一个抽样方案作出不合格判断就不能判该批正常检查合格。

4.2 不合格多于两类

对于多于两类情形,比如:

不合格类A类B类C类

AQL 0.40%不合格品1.0%不合格品0.40%不合格品

判定检查批为合格批必须A、B、C三类不合格相应的三个抽样方案部作出合格判断才可以。

4.3 分别与综合相结合

给产品的每个性能分配一个独立的AQL,同时给所有性能综合起来再规定一个AQL。比如,某类不合格包括三种性能如下表所示

不合格类性能1 性能2 性能3

AQL 1.0%不合格1.0%不合格1.0%不合格

综合AQL

1.5%不合格

这种作法对于复杂而且有许多独立的性能要检验的产品有一定参考价值。

4.3 单个与组合

对A类不合格规定一个AQL,而且给A类不合格和B类不合格合起来规定一个AQL比如:

不合格类A类A+B类

AQL 1.0%不合格品 4.0%不合格品

下面我们来考虑一个具体的例子。

[例] 某产品批量N=1000。每个待检的样本单位须检验5

个尺寸,在考虑了各类不合格的影响后,把尺寸1和尺寸2不符合规

定都划为A类不合格,其它3个尺才不符合规定都划为B类不合

格,规定它们的AQL如下:

不合格类检验项目AQL

A 尺寸1 尺寸2

0.65%不合格品

B 尺寸3 尺寸4 尺寸5

2.50%不合格品

假定对A类不合格品和B类不合格品都规定采用检查水平II那么,由GB/T2828表2可查得样本大小字码为J。再由GB/T2828表3可查得正常检查一次抽样方案如下表所示:不合格类样本大小合格判定数

Ac(不合格品)不合格判定数Re(不合格品)

A 80 1 2

B 80 5 6

在进行检验时,由于尺寸测量是非破坏性的,所以只需抽取80个样本单位,就可以测量A类和B类不合格所涉及的5个尺寸。

如果在从这批产品抽取的80个样本单位中测量结果如下。

有一个不合格品,其尺寸2和尺尺寸3不合格;

有二个不合格品,只有尺寸3不合格;

有一个不合格品,其尺尺寸4和尺寸5不合格。

因为,按GB/T2828的定义,“有一个或一个以上A类不合格,也可能还有B类和(或)C类不合格的单位产品称为A类不合格品”(见GB/T2828的2.1.13款),“有一个或一个以上B类不合格,也可能还有C类不合格,但不包含A类不合格的单位产品,称为B类不合格品”(见GB/T2828的2.1.14款)。于是,有一个不合格品虽然尺寸2和尺寸3都不合格,只能算一个A类不合格品;而尺尺寸4和尺寸5都不合格的那个不合格品也只能算作一个A类不合格品。转载请注明出自( 六西格玛品质网https://www.360docs.net/doc/5511381201.html, ),本贴地址:https://www.360docs.net/doc/5511381201.html,/thread-112422-1-1.html

发光二极管光谱参数测试方法的研究

发光二极管光谱参数测试方法的研究X 金尚忠1,2,王东辉1,周 文2,张在宣1 (1.中国计量学院信息工程学院,浙江杭州310034; 2.浙江大学信息工程学院,浙江杭州310027) 摘要:影响发光二极管(L ED)颜色的光谱参数有:峰值波长、带宽、主波长和质心波长。峰值波长和带宽反映了L ED发光的物理特性,主波长反映了L ED发光的目视感觉,质心波长是L ED的几何对称波长。 用分光光度法和CCD器件测量L ED的光谱参数,精度达1nm。用质心波长来估算主波长,误差小于 3nm。 关键词:发光二极管(L ED);峰值波长;主波长;质心波长;色品坐标 中图分类号:T P216;T N312+.8 文献标识码:A 文章编号:1005-0086(2002)08-0825-03 Research on Measurement of Spectrum Parameters in LED JIN Shang-zhong1,2,WANG Do ng-hui1,ZHOU Wen2,ZHAN G Zai-x uan2 (1.Institute of I nfo rm atio n Eng ineer ing,China Instit ute of M etr olog y,Hangzhou310034,China; 2.In- stitute o f Infor matio n Eng ineer ing,Zhejia ng U niv ersity,Hang zho u310027,China) Abstract:Peak w av eleng th,bandw ith,domain wav eleng th,and centro id w avelength ar e facto rs affect ing on lig ht color of LED.P eak wav eleng th and bandwith stand for the physical pro per ty of lig ht o f L ED, domain w av elengt h co rr espo nds to feel of eyes,centr oid w av elengt h is g eometr ic sym metry w avelength of L ED.T hey wer e measured using concave disper sio n sy st em and CCD.T heir accur acies are1nm.Do- main w avelength w as estimated by centr oid w aveleng th,its err or is less t ha n3nm. Key words:L ED;P eak wav eleng th;Do main w avelength;Cent ro id wav eleng th;Colo r coo rdinate 1 引 言 发光二极管(LED)由于其光强高、功耗低、寿命长、可靠性高、易驱动和易与IC相衔接等特点,已被广泛用于交通、广告和仪器仪表的显示中。LED的颜色是影响显示效果的关键因素,决定LED颜色的则是它的波长特性。由于LED的相对光谱功率分布是一种窄带的准单色光光谱,因此测量它的波长就尤为重要。 2 测量原理 LED在可见光区域内发光的相对光谱功率分布为P(K)。图1所示为绿色LED的P(K)曲线,量大值所对应的波长K P称为它的峰值波长。它的颜色可用色坐标(x,y)来表示。按CIE规定[1],LED的三刺激值X、Y和Z为 X=k∫780380P(K)x-(K)d K Y=k∫780380P(K)y-(K)d K Z=k∫780380P(K)z-(K)d K (1) 式中,x-(K)、y-(K)和z-(K)为1931CIE-X YZ标准色度观察者光谱三刺激值;k称为调整系数 k=100/∫780380P(K)y-(K)d K( 2) 图1 LED的相对光谱功率分布 Fig.1 Relative spectrum energy distribution of LED 光电子?激光 第13卷 第8期 2002年8月 Jo urnal of O pt oelect ro nics?L aser Vo l.13 N o.8 A ug.2002 X收稿日期:2002-01-21 修订日期:2002-02-06

基于脉冲式U-I特性的高功率型LED热学特性测试

收稿日期:2014-12-05;修订日期:2015-01-03 基金项目:国家自然科学基金(61102030) 作者简介:王昕(1984-),男,助理教授,博士,主要从事信号分析与处理方面的研究。Email:xinwang@https://www.360docs.net/doc/5511381201.html, 通讯作者:范贤光(1980-),男,副教授,主要从事LED 器件制作和检测方面的研究。Email:fanxg@https://www.360docs.net/doc/5511381201.html, 基于脉冲式U-I 特性的高功率型LED 热学特性测试 王昕1,许英杰1,范贤光1,王海涛1,吴景林1,左勇2 (1.厦门大学机电工程系,福建厦门361005; 2.北京长城计量测试技术研究所国防科技工业第一计量测试研究中心,北京100095) 摘要:热学特性是影响功率型LED 光学和电学特性的主要因素之一,设计了一套基于脉冲式U-I 特性的功率型LED 热学特性测试系统,可以测试在不同结温下LED 工作电流与正向电压的关系,从而获得LED 的热学特性参数。该系统通过产生窄脉冲电流来驱动LED ,对其峰值时的电压电流进行采样,同时控制和采集LED 的热沉温度,从而获得不同温度下LED 的U-I 特性曲线。与其他U-I 测试系统相比,文中采用了窄脉冲(1μs)工作电流,LED 器件PN 结区处于发热与散热的交替过程,不会造成大的热积累,大大提高了测量精度。实验中,对某功率型LED 进行了测试,获得了该器件的电压、电流和结温特性曲线,并利用B 样条建立该器件的U-I-T 模型,进而实现了对其结温的实时在线检测。 关键词:脉冲注入式;U-I 特性;高功率型LED ;热学特性测试;B 样条 中图分类号:TN312.8文献标志码:A 文章编号:1007-2276(2015)08-2417-06 Thermal performance testing for high power light?emitting diode based on voltage?current characteristics with pulse injection Wang Xin 1,Xu Yingjie 1,Fan Xianguang 1,Wang Haitao 1,Wu Jinglin 1,Zuo Yong 2 (1.Department of Mechanical and Electrical Engineering,Xiamen University,Xiamen 361005,China; 2.The 1st Metrology &Measurement Research Center of National Defense Science Industry of China,Changcheng Institute of Metrology &Measurement,Beijing 100095,China) Abstract:Thermal performance is one of the main factors which affect the optical and electrical performance of high power LED.The thermal performance testing system for high power LEDs based on voltage?current characteristics with pulse injection was designed in this paper,which can test the relationship between the operating current and forward voltage of LED under different junction temperatures,thereby obtaining LED thermal characteristics parameters.The system worked by generating a controlled narrow pulse current to drive the LED,and sampling the peaks of voltage and current of LEDs with LED heat sink temperature control and acquisition,thereby obtaining the voltage?current characteristic curve in different junction https://www.360docs.net/doc/5511381201.html,pared with other voltage?current testing systems,the designed system adapts the narrow pulse duty cycle (1μs),so the PN junction of LED devices is always in the process of alternately heating and cooling,which can avoid large heat 第44卷第8期 红外与激光工程2015年8月 Vol.44No.8Infrared and Laser Engineering Aug.2015

LED性能参数及测试方法

LED选修课总结 LED性能参数及测试方法 院(系)名称 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 2011年11月24日

摘要 发光二极管(英语:Light-Emitting Diode,简称LED)是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现,早期只能发出低光度的红光,之后发展出其他单色光的版本,时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线,光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等;随着白光发光二极管的出现而续渐发展至被用作照明。 LED只能往一个方向导通(通电),叫作正向偏置(正向偏压),当电流流过时,电子与电洞在其内重合而发出单色光,这叫电致发光效应,而光线的波长、颜色跟其所采用的半导体物料种类与故意渗入的元素杂质有关。具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点。但当LED的发光强度达至足以用于室内照明的话,其效率会下降到比萤光灯更差(比萤光灯耗电),成本也高至极不合理水平,这是当前LED照明未能普及的重要原因。(September,2011)白光LED的发光效率,在近几年来已经有明显的提升,同时,在每千流明的购入价格,也因为投入市场的厂商相互竞争的影响,而明显下降。因此,LED照明虽然尚未达到全面普及的程度,但是在光电转换效率及有效照度对用电量的比值上,均已经超过萤光灯,甚至有机会挑战低压钠灯(Low Pressure Sodium light)。 关键词:正向偏置、电致发光 ·

目录 Ⅰ检测性能参数的方法 (1) ⅡLED的重要特性及测试 (2) 1电特性测试方法 (2) 2光特性测试 (3) 3光谱参数 (5) 4热学特性 (6) 5可靠性 (6) 总结 (7) 参考文献 (8)

LED测试参数

LED光电性能测试上网时间:2009-06-25 来源:中国LED网中心议题: LED的测试方法 LED测试标准的制定 解决方案: 测试LED的电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性 半导体发光二极管(LED)已经被广泛应用于指示灯、信号灯、仪表显示、手机背光、车载光源等场合,尤其是白光LED技术的发展,LED在照明领域的应用也越来越广泛。但是过去对于LED的测试没有较全面的国家标准和行业标准,在生产实践中只能以相对参数为依据,不同的厂家、用户、研究机构对此争议很大,导致国内LED产业的发展受到严重影响。因此,半导体发光二极管测试方法国家标准应运而生。 LED测试方法 基于LED各个应用领域的实际需求,LED的测试需要包含多方面的内容,包括:电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性等。 1、电特性 LED是一个由半导体无机材料构成的单极性PN结二极管,它是半导体PN结二极管中的一种,其电压-电流之间的关系称为伏安特性。由图1可知,LED电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流和反向电压,LED必须在合适的电流电压驱动下才能正常工作。通过LED 电特性的测试可以获得LED的最大允许正向电压、正向电流及反向电压、电流,此外也可以测定LED的最佳工作电功率。 LED电特性的测试一般利用相应的恒流恒压源供电下利用电压电流表进行测试。 2、光特性 类似于其它光源,LED光特性的测试主要包括光通量和发光效率、辐射通量和辐射效率、光强和光强分布特性和光谱参数等。 (1)光通量和光效 有两种方法可以用于光通量的测试,积分球法和变角光度计法。变角光度计法是测试光通量的最精确的方法,但是由于其耗时较长,所以一般采用积分球法测试光通量。如图2所示,现有的积分球法测LED光通量中有两种测试结构,一种是将被测LED放置在球心,另外一种是放在球壁。 图 2 积分球法测LED光通量 此外,由于积分球法测试光通量时光源对光的自吸收会对测试结果造成影响,因此,往往引入辅助灯,如图3所示。 图3 辅助灯

LED测试方法及测试内容

LED 测试方法及要求 半导体发光二极管(led)是新型的发光体,电光效率高、体积小、寿命长、电压低、节能和环保,是下一代理想的照明器件。LED光电测试是检验LED光电性能的重要而且唯一的手段,相应的测试结果是评价和反映当前我国LED产业发展水平的依据。制定LED光电测试方法的标准是统一衡量LED产品光电性能的重要途径,是使测试结果真实反映我国LED产业发展水平的前提。本文结合最新的LED测试方法的国家标准,介绍了LED的光电性能测试的几个主要方面。 一、引言 半导体发光二极管(LED)已经被广泛应用于指示灯、信号灯、仪表显示、背光源、车载光源等场合,尤其是白光LED技术的发展,LED在照明领域的应用也越来越广泛。但是过去对于LED的测试没有较全面的国家标准和行业标准,在生产实践中只能以相对参数为依据,不同的厂家、用户、研究机构对此争议很大,导致国内LED产业的发展受到严重影响。因此,半导体发光二极管测试方法国家标准应运而生。 二、LED测试方法 基于LED各个应用领域的实际需求,LED的测试需要包含多方面的内容,包括:电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性等。 1、电特性 LED是一个由半导体无机材料构成的单极性PN结二极管,它是半导体PN结二极管中的一种,其电压-电流之间的关系称为伏安特性。由图1可知,LED电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流和反向电压,LED必须在合适的电流电压驱动下才能正常工作。通过LED电特性的测试可以获得LED的最大允许正向电压、正向电流及反向电压、电流,此外也可以测定LED的最佳工作电功率。 图1:LED伏安特性曲线

LED物理特性研究

LED 物理特性研究实验 【实验目的】 1.了解LED 的结构、发光机制和物理特性。 2. 自主设计测量方案,研究LED 的伏安特性、光学特性及热学特性。 【实验内容】 1.自主设计电路发光测量二极管的I-V 特性,测量LED 的开启电压。(必做) 2.测量LED 的I-P 特性。(必做) 3.LED 的I-V 特性温度效应研究。(必做) 4.LED 的I-P 特性温度效应研究。(必做) 5. LED 的光谱特性研究 【课前预习】 1.查阅参考文献资料,学习各种光电传感器的工作原理及物理特性。 2. 思考伏安特性、光照特性、光谱特性测试的实现方法。 【实验原理】 1、LED 的I-V 特性 LED 多以III-V 族或II-Ⅵ族化合物半导体材料为主制成pn 结的光电器件。它具备pn 结结型器件相似的电学特性。LED 的I-V 特性具有非线性、整流性质:单向导电性,即外加正偏压表现低接触电阻,反之为高接触电阻,如图4所示。 (1)正向死区:(图oa 或oa′段)a 点对应的电压Va 为开启电压,当V<Va 时,外加电场尚克服不了因载流子扩散而形成势垒电场,此时R 很大;开启电压对于不同LED 其值不同,GaAs 为1V,红色GaAsP 为1.2V,GaP 为1.8V,GaN 为2.5V。 (2)正向工作区:当V >a V 时,显示出欧姆导通特性,正向工作区电流F I 与外加电压呈指数关系: mkT V F e I I 0=(1.4) 式中m 为复合因子,k 为波尔兹曼常数,T 为温度。(3)反向死区:V <0时,向pn 结加反向偏压 图1 LED 的V-I 特性曲线

R V V ?=时,反向漏电流R I (V=-5V)时,GaP 为0V,GaN 为10uA。 (4)反向击穿区V <-R V ,R V 称为反向击穿电压;R V 电压对应的R I 为反向漏 电流。当反向偏压一直增加使V >-R V 时,则出现R I 突然增加而出现击穿现象。由于所用半导体化合物材料种类不同,各种LED 的反向击穿电压R V 也不同。目前已有反向击穿电压超过-200V 的LED 问世。2、发光二极管的I-P 特性测量 在结构上,由于LED 与LD 相比没有光学谐振腔。因此,LD 和LED 的功率与电流的P-I 关系特性曲线则有很大的差别。LED 的P-I 曲线基本上是一条近似的线性直线。 从图中可以看出LD 的P-I 曲线有一阈值电流th I ,只有在工作电流F I >th I 部分,P-I 曲线才近似一根直线。而在F I

LED的电学、热学及光学特性研究_百度文库(精)

LED 的电学、热学及光学特性研究 2011-05-11 16:05:15 文章来源:明导国际我来说两句 (0 ? ?导读: LED 的发光性能不仅和其电学特性相关,还受其结温影响。因此,通过实际测试和仿真工具来研究其散热性能及热管理方法在LED 的设计过程中十分重要。本文对LED 的电学、热学及光学特性进行了协同研究。在仿真方面,完成了一个板级系统的电-热仿真;在测试方面,讨论了一个热-光联合测试系统的应用。 o关键字 o LED电学热学光学特性电-热仿真 ? 1. 简介 众所周知,LED的有效光辐射(发光度和/或辐射通量严重受其结温影响(如图一所示,数据来源于Lumileds Luxeon DS25 的性能数据表。 单颗LED 封装通常被称为一级LED,而多颗LED 芯片装配在同一个金属基板上的LED 组件通常被称为二级LED。当二级LED 对光的均匀性要求很高时,结温对LED 发光效率的影响这个问题将十分突出[1]。文献[2]中提到,可以利用一级LED 的电、热、光协同模型来预测二级LED 的电学、热学及光学特性。前提是需要对LED 的散热环境进行准确建模。

本文第 2 节中我将讨论怎样通过实测利用结构函数来获取LED 封装的热模型,并将简单描述一下我们用来进行测试的一种新型测试系统。第 3 节中,首先我们回顾了电-热仿真工具的原理,然后将此原理扩展应用到板级的热仿真以帮助优化封装结构的简化热模型。在文章的最后我们将介绍一个应用实例。 2. 建立LED 封装的简化热模型 关于半导体封装元器件的简化热模型(CTMs的建立,学术界已经进行了超过10 年的讨论。现在,对于建立封装元器件特别是IC封装的独立于边界条件的稳态简化热模型(CTMs,大家普遍认同DELPHI 近似处理方法[3][4][5]。为了研究元器件的瞬态散热性能,我们需要对CTM 进行扩展,扩展后的模型称之为瞬态简化热模型(DCTMs。欧盟通过PROFIT 项目[7]制定了建立元器件DCTM 的方法,并且同时扩展了热仿真工具[6]的功能以便能够对DCTM 模型进行仿真计算。当CTM 应用在特定的边界条件下或者封装元器件自身仅有一条结-环境的热流路径,则可以用NID (热阻网络自定义方法[8]来对元件进行建模。 2.1 直接利用测试结果建立LED 封装的模型

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