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2010-10-14 12:52:58| 人氣2,412| 回應0 | 上一篇 | 下一篇

LED測試標準與量產測試實施的分析與介紹

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http://www.digitimes.com.tw/tw/dt/n/shwnws.asp?cnlid=13&cat=3&id=0000203337_638426JZ2XEK398IYTQP4

LED由光、電、熱的特性相互影響

李靜粼首先分析，LED的特性分為光、電和熱三大方面，三者又互為相關。其中光的特性包括光形、光質和光量，光質特性為光譜，光量的特性包括光通量、光強度、輻射通量、輻射強度。電的特性包括交流電AC、直流電DC、矽控整流器SCR、靜電放電ESD，其中AC和DC包括電壓和電流特性，ESD包括人體放電模式HBM和機器放電模式MM。熱的特性包括熱阻、熱容和熱傳導。需針對各種特性作測試。

色彩品質以演色性CRI為指標，各種光源中，以白熾燈泡表現最佳，CRI值為100，以傳統CRI來測，LED不高，但對人眼來說差異性並不那麼大。


光的測試中還要考量司乃耳定律Snell’s Law，即光經由不同介質會產生折射或產生全反射。實際現象即是，一顆發光體會受到兩旁物質的影響，因此測試時要採取措施避免誤差。

晶片結構不同也會產生影響，一般來說，為提升光取出率，都會將晶片結構加以改良，例如可以增加紅光發光效率的TIP(Truncated Inverted Pyramid)結構或是表面粗化技術等。

晶片間距對量測也會有所影響，多晶片環境下測試和單一晶片會有所不同，晶片間距離愈小，亮度愈高。LED出光場型也有所影響，不同的場型，即使光通量一致，光強度也會有所不同，若測試只偏重一方，就需要經過校正。測試上還要注意發光均勻性的問題，即使一顆晶片，經由螢光粉激發的光也有均勻性的問題，不同的晶片差異性更大。

LED電性特性方面，分析LED I-V特性測量曲線，若因閘流體效應造成不平滑曲線，即須將順向偏壓提高到一定的程度以導通發光。反之也需測得崩潰電流是多少。

靜電有可能造成LED的損壞；有時是因為人以手來接觸，有時是因為機器而產生的靜電放電，都會使ESD Pulse竄入半導體內部，使絕緣部位損壞，可能造成負向電壓提早崩潰，需測知是否產生損壞，否則久而久之LED裝置會產生衰減。

另外，LED因為是能隙相關，會受到材料不同而改變，當溫度升高時，能隙會下降，因而產生波長差異。

量測參考標準

光強量測標準採用CIE 127 : 2007，當拉遠來量，夾角就會變小，待測體也更接近點光源，發光面積大小不同，使用不同的標準。另外要注意的是，待測體的機械中心不一定光最強，光最強的地方在光學中心。

光通量的計算，若以感測器繞每一個角度來計算，相當費時而且成本高昂，因此可以使用積分球來計算。並且透過補助LED，來進行標準LED的校正。Partial Flux開口的距離和大小會對測試結果有所影響，這方面有嚴謹的規定。另外，測量輻射通量密度Irradiance，則可以由相對面積計算光照度。

量測電性特性會受到閘流體Thyristor行為效應的影響，Thyristor最早是由美軍方所使用，適用於所有4層半導體，LED所發生的現象與Thyristor類似。目前參考的標準為MIL-STD-750E Method 4026.3: Forward recovery voltage and time.及Lumileds』 Application Brif AB22 Test Conditions For P3 series TS AlInGaP LED Chips。

ESD因引發原因而要作不同測試，MM用來模擬製程中機器碰觸元件的靜電放電防護能力，所用的判斷標準為ESDA STM5.2，JEDEC EIA/JESD22-A115，及Q100-003-Rev-C。HBM模擬元件對人體或人體對元件靜電放電的防護能力，CDM模擬元件本身所帶電對地面接觸時放電的防護能力，也都各有其判斷標準。

業界實際量產測試項目，光特性傳統LED測光強度，LED背光和固態照明測光通量，另外還有光譜特性。電特性測順向電壓Vf、逆向電壓Vr、漏電流和ESD測試、SCR。熱特性目前還在研發階段作測試，量產階段尚無測試。

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