郭志軍:解碼LED燈高效老化及在線檢測(cè)技術(shù)

LED燈或燈具是由光、熱、電及機(jī)械元器件組成的復(fù)雜系統(tǒng)，其性能不僅與各元器件相關(guān)，還受限于制造技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量離散性較大，且在初期可能存在較高的失效率。若監(jiān)測(cè)不力，不合格品大量流向市場(chǎng)，將對(duì)品牌造成不可估量的負(fù)面影響。適用于LED燈和燈具早期失效檢測(cè)的高效老化及在線品質(zhì)監(jiān)控的技術(shù)至關(guān)重要。杭州遠(yuǎn)方光電信息股份有限公司客戶中心總監(jiān)郭志軍做《LED燈自動(dòng)高效老化及在線檢測(cè)技術(shù)》主題發(fā)言。

杭州遠(yuǎn)方光電信息股份有限公司客戶中心總監(jiān) 郭志軍 做主題發(fā)言

1、LED產(chǎn)品應(yīng)用發(fā)展迅速，質(zhì)量問題引發(fā)關(guān)注

自2012年以來(lái)，各國(guó)政府相繼推進(jìn)白熾燈淘汰計(jì)劃及LED照明應(yīng)用推廣項(xiàng)目，大行節(jié)能之道，LED照明產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率猛增。與此同時(shí)，LED照明產(chǎn)品的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)問題也得到了前所未有的關(guān)注。

1.1 LED宣稱數(shù)值遭到考驗(yàn)，在線檢測(cè)勢(shì)在必行

DOE的Caliper項(xiàng)目在2012年底發(fā)布其對(duì)LED PAR燈的一份抽樣檢測(cè)報(bào)告[1]，在21個(gè)lighting facts認(rèn)證產(chǎn)品中，33%樣品的光色性能與廠商宣稱數(shù)值不符，并且在18個(gè)能源之星認(rèn)證產(chǎn)品中，22%樣品的光效不達(dá)標(biāo)，所有不達(dá)標(biāo)產(chǎn)品將面臨資質(zhì)取消問題。

圖 1 DOE Lighting Facts(左)以及能源之星(右)認(rèn)證產(chǎn)品的不合格率分布圖

同樣在國(guó)內(nèi)，2013年9月由中國(guó)CLEAR計(jì)劃發(fā)布的第五輪LED球泡燈的檢測(cè)報(bào)告[2]指出：在抽樣的32個(gè)不同品牌廠家的40個(gè)型號(hào)的LED球泡燈的產(chǎn)品合格率只有12.5%。不合格項(xiàng)目主要表現(xiàn)為：最小光通量不達(dá)標(biāo)、光效虛標(biāo)、實(shí)際相關(guān)色溫與宣稱數(shù)據(jù)不符，而功率因素超過九成不達(dá)標(biāo)。

因此產(chǎn)品的全檢勢(shì)在必行。

1.2 LED失效頻發(fā)，引發(fā)市場(chǎng)擔(dān)憂

LED的理論壽命可以達(dá)到50kh甚至更高，但LED本身是一個(gè)復(fù)雜的集成系統(tǒng)，它的整體可靠性取決于其光、電、熱及機(jī)械元件，以及組裝技術(shù)。也就是說，即使每個(gè)元件證實(shí)可靠，組裝缺陷、環(huán)境因素導(dǎo)致的各元件的迅速衰變以及各元件之間的相互影響均會(huì)造成LED產(chǎn)品光色性能的衰變，甚至毀滅性失效，使其宣稱的長(zhǎng)壽命瞬間失去意義。由此所帶來(lái)的維修、更換等費(fèi)用極高，LED價(jià)格本身高于傳統(tǒng)照明產(chǎn)品，這樣的情況下，成本的回收期難以預(yù)計(jì)，引發(fā)擔(dān)憂。

1.3 傳統(tǒng)質(zhì)量控制手段并不能滿足LED質(zhì)量控制需要

LED產(chǎn)品的眾多特性與傳統(tǒng)照明產(chǎn)品存在差異，傳統(tǒng)的老化+光色電抽檢的方法和設(shè)備并不能滿足LED的檢測(cè)需求，因此專業(yè)的LED檢測(cè)設(shè)備就成為L(zhǎng)ED產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、進(jìn)出廠檢驗(yàn)的重要支撐。

2.LED 早期失效測(cè)評(píng)技術(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量在線控制解決方案

此前，遠(yuǎn)方已經(jīng)針對(duì)LED芯片的壽命測(cè)試、熱阻測(cè)試、驅(qū)動(dòng)測(cè)試以及電子器件的干擾/抗干擾特性進(jìn)行了長(zhǎng)期研究，開發(fā)了一系列針對(duì)各部件壽命和可靠性測(cè)試的成熟技術(shù)和設(shè)備。同時(shí)，結(jié)合遠(yuǎn)方檢測(cè)校準(zhǔn)中心NVLAP LED壽命測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的流明維持測(cè)試和失效觀察數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)方進(jìn)一步綜合分析了上述各因素在LED失效過程中的貢獻(xiàn)，并對(duì)失效檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了深入研究，開發(fā)了一系列針對(duì)早期失效測(cè)試的高效老化項(xiàng)目。

在此基礎(chǔ)上，遠(yuǎn)方進(jìn)一步結(jié)合自身承擔(dān)/參與LED在線檢測(cè)相關(guān)的國(guó)家863計(jì)劃及政府項(xiàng)目所取得的研究成果，以及在光電檢測(cè)及自動(dòng)化控制技術(shù)開發(fā)方面的數(shù)十年深厚積累，通過不斷的技術(shù)研究和創(chuàng)新，于2012年下半年推出了全新的生產(chǎn)品質(zhì)及失效控制方式--LAT系列自動(dòng)老化及在線測(cè)試解決方案，不僅克服了傳統(tǒng)的老化和系統(tǒng)抽檢方式所帶來(lái)的弊端，還集成了光色電在線快速檢測(cè)技術(shù)，進(jìn)一步提高LED產(chǎn)品在線檢測(cè)及分選精度，其特點(diǎn)如下：

1)高效老化，加速老化進(jìn)程

2)高精度的100%在線光色電檢測(cè)，避免抽檢風(fēng)險(xiǎn)

對(duì)老化過程中出現(xiàn)的光衰及顏色漂移情況可以有效識(shí)別，直接剔除不合格品，合格產(chǎn)品還可根據(jù)預(yù)設(shè)的條件進(jìn)行色溫分級(jí)等，以提高產(chǎn)品實(shí)際性能與宣稱值的一致性。

3) 系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，省時(shí)、省力、省電

遠(yuǎn)方LAT-3000自動(dòng)老煉及在線檢測(cè)系統(tǒng)圖片及工作流程圖

目前該技術(shù)已在立達(dá)信、生輝等多家知名LED生產(chǎn)企業(yè)成功應(yīng)用。

LED自動(dòng)高效老化及在線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用可有效幫助LED生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量，提升產(chǎn)品形象，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，加快品牌的建立。對(duì)促進(jìn)整個(gè)LED行業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。