LED零件可靠性試驗

    LED零件結構可概分為表面黏著型（SMD）與插件型（DIP）兩大類別。LED零件與一般IC封裝所使用材料不同，但結構相近且較簡易。LED零件的主要可靠性試驗可分為：可靠性試驗預處理流程、環境壽命試驗、焊錫性、耐熱性、靜電（ESD）等項目，并于試驗前后以光學特性量測計算其光學特性衰退情形做為判斷基準。依使用環境與區域不同，得以選擇適當的試驗項目進行驗證。

環境壽命試驗（Environmental Life Test）

    環境壽命試驗是LED零件可靠性試驗的主要項目。透過溫度、濕度、電流等組合進行產品壽命加速失效仿真，常用項目與原理如下：

高溫點亮壽命試驗（HTOL）

    由于LED散熱問題，零件本身的長時間高溫點亮即是采加速應力模式以仿真實際使用情形，并觀察其亮度衰減率以估算產品壽命值。高溫壽命加速試驗是最典型的壽命實證方法之ㄧ，以阿瑞尼亞士方程式（Arrhenius’ Law）來估算產品活化能以計算高溫加速因子。

溫度循環試驗是對于經常性開關機或環境日夜溫度變化大的場所（特別是戶外使用的產品）所進行的高溫與低溫循環加速型試驗，目的是利用零件材料熱膨脹系數不匹配，對零件結構產生的疲勞效應。另可使用溫度循環通電試驗（PTC），屬于動態仿真，除了溫度變化應力外還加入的電源點滅因子，對LED零件的可靠性驗證效益頗大，但執行試驗時須設計測試電路板。 

溫度循環試驗（TCT）

耐濕性循環通電試驗（Moisture Resistance Test）

    多數LED產品的零件為外露設計，須直接承受外部溫、濕影響，尤其是對使用于濕熱帶區域環境因為零件材料吸收水氣與水氣凝結等效應，在長期使用下造成零件腐蝕損壞。溫濕度循環試驗可加速氧化腐蝕風險評估，常用試驗曲線如圖三。

LED成品可靠性試驗

    LED到了系統成品端（如照明燈具），由于成品較單一LED零件來的復雜（包含零件、電路控制板、電源供應器、焊點接合、機械結構組成等），影響LED成品的可靠性因素也因此大幅增加，為了確保燈具在生命周期中的質量與可靠性，采用整座燈具去執行環境模擬與可靠性試驗是極重要的一件事。在試驗過程中所觀察重點不僅局限于LED零件上，而是對燈具進行整體性評估，環境應力種類包括高低溫、溫濕度、溫度沖擊、溫度循環、高地使用、日照、鹽霧、氣體腐蝕、灰塵、雨淋、霜/雪/冰雹、靜電、雷擊、電源干擾、電源變動、電磁輻射干擾與安全性試驗等。試驗一般分成三大類來說明。

自然環境類試驗（Climatic Test）

    一般而言，溫度試驗分為高溫（熱）及低溫（冷）試驗，燈具成品在進行高低溫試驗時搭配熱開機（Hot start）與冷開機（Cold start）的試驗，可更凸顯其效益。有關成品的壽命試驗也多采用高溫加速方式進行（Arrhenius’ Law）。

    濕度試驗也是模擬燈具成品在各種不同濕度變化環境中的耐環境能力，對于組裝后電路板是否因電子遷移而造成短路在此試驗上效益頗大。

鹽霧試驗

對于海島型國家鹽霧試驗則更形重要，主要是驗證表面涂料，結構銹蝕與金屬接點耐鹽霧腐蝕之能力，常見是以溫度攝氏35度、鹽水濃度5％的鹽水噴霧做為驗條件。                     

氣體腐蝕性試驗

由于戶外大氣環境中存在微量二氧化硫、硫化氫與氯氣等，這些微量氣體對于電子連結器（鍍金）的腐蝕力甚強（圖八），因此國際大廠對于使用于戶外的產品（如手機、車用產品等），皆以IEC或EIA氣體腐蝕性試驗做為驗證標準。

LED專用測試設備：恒溫恒濕箱、高低溫試驗箱、應力篩選冷熱沖擊試驗箱、可程式鹽霧試驗機等。

LED應用面越趨廣泛，但若是沒有良好的LED零件、PC板、模塊可靠性，則不可能有良好的成品可靠性。因此，各產品層級均應扮演好各自角色并做好供應鏈管理，同時在產品開發初期即應妥善規劃適宜的驗證手法才得以確保最終產品的質量。 

文章來自：http://www.testchamber.com.tw/science/564.html