可靠性與熱管理技術一直是制約LED照明高品質的重要因素,如今對于可靠性的關注點已經從LED單個產品向整個系統可靠性的方向發展。其中,新型散熱材料、熱管理技術、LED照明系統可靠性研究及設計、故障數據與失效分析等技術的進步等都影響整個系統的可靠性。
近日,由北京市順義區人民政府、第三代半導體產業技術創新戰略聯盟(CASA)和國家半導體照明工程研發及產業聯盟(CSA)主辦的第十四屆中國國際半導體照明論壇暨 2017 國際第三代半導體論壇在北京順義隆重召開。期間,由北京工業大學光電子技術省部共建教育部重點實驗室與廣州金鑒檢測科技有限公司共同協辦的“可靠性與熱管理技術”上,來自德國英戈爾施塔特應用技術大學Schmid MAXIMILIAN分享了“新型瞬態熱分析實驗裝置分析LED燒結界面質量”主題報告。
他介紹說,在線可靠性分析,加速壽命測試或者現場測試在生產中變得越來越重要。因為器件失效與溫度相關,結殼熱阻是LED最重要的參數之一。常用的耐熱測量方法是瞬態熱分析(TTA)。但TTA非常耗時并且工作繁雜。討論了TTA的改進。因此,開發并引入了新的測試設備。
一方面,開發了自動瞬態熱測試設備,自動測量焊接或燒結LED的耐熱性和機械完整性。在組裝之后進行初步測試,例如在生產中的在線測試,在熱沖擊室中定義循環次數(例如500,1000,1500)之后再次測量LED模塊以研究互連的完整性。另一方面,開發了現場測試儀來測量溫度循環中的熱阻。該測試儀結合了高溫工作壽命測試和溫度循環測試。將LED模塊放置在小型密封室中的熱板中,可將箱體溫度在-40℃至125℃之間變化。 LED以標稱高工作電流驅動。在高溫和低溫時臨時將LED關閉,使用多路復用器系統測量LED的TTA。高溫和低溫測量可以提供關于界面中增長的機械裂紋的相關信息。
Schmid MAXIMILIAN表示,正在研究的用于演示測試系統的LED是在Al-IMS PCB上焊接或燒結的CSP-LED。由于銀或銅漿的高導熱性,LED的燒結是降低互連的熱阻的有效方法。然而,標準X射線分析不會提供關于互連質量的足夠信息,因此需要聲學顯微鏡。然而,一個有利的,非破壞性的選擇是TTA。LED最初是使用自動化測試儀和現場測試儀測量來分析互連的可靠性。