มาตรฐานการทดสอบ LED และวิธีการทดสอบ

มาตรฐานการทดสอบ LED คืออะไร？
ไดโอดเปล่งแสงเซมิคอนดักเตอร์ (LED) เป็นตัวเปล่งแสงชนิดใหม่ที่มีประสิทธิภาพทางแสงไฟฟ้าสูง ขนาดเล็ก อายุการใช้งานยาวนาน แรงดันไฟฟ้าต่ำ ประหยัดพลังงาน และรักษาสิ่งแวดล้อม เป็นอุปกรณ์ให้แสงสว่างในอุดมคติสำหรับคนรุ่นต่อไป . การทดสอบโฟโตอิเล็กทริก LED เป็นวิธีการที่สำคัญและเป็นวิธีเดียวในการทดสอบประสิทธิภาพของโฟโตอิเล็กทริก LED และผลการทดสอบที่สอดคล้องกันเป็นพื้นฐานสำหรับการประเมินและสะท้อนถึงระดับการพัฒนาในปัจจุบันของอุตสาหกรรม LED ในประเทศของฉัน การพัฒนามาตรฐานสำหรับวิธีการทดสอบออปโตอิเล็กทรอนิกส์ LED เป็นวิธีที่สำคัญในการวัดคุณสมบัติออปโตอิเล็กทรอนิกส์ของผลิตภัณฑ์ LED อย่างสม่ำเสมอ และเป็นหลักฐานว่าผลการทดสอบสะท้อนถึงระดับการพัฒนาของอุตสาหกรรม LED ในประเทศของฉันอย่างแท้จริง เมื่อรวมกับวิธีการทดสอบ LED ที่ได้มาตรฐานระดับประเทศ บทความนี้จะแนะนำประเด็นหลักหลายประการของการทดสอบประสิทธิภาพของโฟโตอิเล็กทริก LED

1. บทนำ
ไดโอดเปล่งแสงเซมิคอนดักเตอร์ (LED) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในไฟแสดงสถานะ ไฟสัญญาณ จอแสดงเครื่องมือ ไฟแบ็คไลท์ของโทรศัพท์มือถือ แหล่งกำเนิดแสงในรถยนต์ และโอกาสอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการพัฒนาเทคโนโลยี LED สีขาว ไฟ LED ได้กลายเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ในด้านแสงสว่าง อย่างไรก็ตาม ในอดีตไม่มีมาตรฐานระดับประเทศและมาตรฐานอุตสาหกรรมที่ครอบคลุมสำหรับการทดสอบ LED ในทางปฏิบัติการผลิต ใช้เฉพาะพารามิเตอร์สัมพัทธ์เป็นพื้นฐานเท่านั้น ผู้ผลิต ผู้ใช้ และสถาบันวิจัยต่างๆ มีข้อพิพาทมากมายในเรื่องนี้ ซึ่งนำไปสู่อิทธิพลที่ร้ายแรงต่อการพัฒนาอุตสาหกรรม LED ในประเทศ ดังนั้นมาตรฐานแห่งชาติสำหรับวิธีการทดสอบไดโอดเปล่งแสงเซมิคอนดักเตอร์จึงเกิดขึ้น

2. วิธีการทดสอบ LED
ตามความต้องการที่แท้จริงของฟิลด์แอพพลิเคชั่น LED ต่างๆ การทดสอบ LED จำเป็นต้องมีหลายๆ ด้าน รวมถึง: ลักษณะทางไฟฟ้า ลักษณะทางแสง ลักษณะการสลับ ลักษณะสี ลักษณะทางความร้อน ความน่าเชื่อถือ และอื่นๆ

2.1 ลักษณะทางไฟฟ้า
LED เป็นไดโอดแยก PN แบบขั้วเดียวที่ประกอบด้วยวัสดุอนินทรีย์สารกึ่งตัวนำ ซึ่งเป็นชนิดของไดโอดแยก PN ของเซมิคอนดักเตอร์ และความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแสเรียกว่าลักษณะโวลต์แอมแปร์ จากภาพด้านล่างจะเห็นได้ว่าพารามิเตอร์ลักษณะทางไฟฟ้าของ LED ได้แก่ กระแสไฟตรง แรงดันไฟฟฉา แรงดันไฟฟฉา กระแสไฟฟฉาถอยหลัง และแรงดันไฟฟฉาถอยหลัง LED จะต้องถูกขับเคลื่อนด้วยกระแสและแรงดันที่เหมาะสมเพื่อให้ทำงานได้ตามปกติ จากการทดสอบลักษณะทางไฟฟ้าของ LED สามารถรับแรงดันไปข้างหน้าสูงสุดที่อนุญาต แรงดันย้อนกลับและกระแสไฟย้อนกลับ และกระแสไฟ LED ได้ และยังสามารถกำหนดกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานสูงสุดของ LED ได้

การทดสอบคุณสมบัติทางไฟฟ้าของ LED โดยทั่วไปจะดำเนินการโดยใช้แรงดันและแอมมิเตอร์ภายใต้แหล่งจ่ายไฟของแหล่งจ่ายกระแสไฟคงที่และแรงดันคงที่ที่สอดคล้องกัน

2.2 ลักษณะทางแสง
เช่นเดียวกับแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ การทดสอบคุณลักษณะของไฟ LED ส่วนใหญ่รวมถึงฟลักซ์การส่องสว่างและประสิทธิภาพการส่องสว่าง ฟลักซ์การแผ่รังสีและประสิทธิภาพการแผ่รังสี ความเข้มของแสงและลักษณะการกระจายความเข้มแสง และพารามิเตอร์สเปกตรัม
(1) ฟลักซ์ส่องสว่างและประสิทธิภาพแสง
การทดสอบฟลักซ์การส่องสว่างมีสองวิธี ได้แก่ วิธีทรงกลมและโฟโตมิเตอร์วัดมุมแบบแปรผัน วิธีโฟโตมิเตอร์แบบปรับมุมได้เป็นวิธีที่แม่นยำที่สุดในการทดสอบฟลักซ์การส่องสว่าง แต่เนื่องจากใช้เวลานาน โดยทั่วไปแล้ววิธีทรงกลมแบบรวมจึงใช้เพื่อทดสอบฟลักซ์การส่องสว่าง ดังแสดงในภาพด้านล่าง มีโครงสร้างการทดสอบสองแบบสำหรับการวัดฟลักซ์การส่องสว่างของ LED โดยวิธีทรงกลมแบบรวมที่มีอยู่

นอกจากนี้ การดูดกลืนแสงด้วยตัวเองโดยแหล่งกำเนิดแสงจะส่งผลต่อผลการทดสอบเมื่อวัดฟลักซ์การส่องสว่างโดยวิธีทรงกลมแบบรวมเข้าด้วยกัน ดังนั้นจึงมักจะแนะนำไฟเสริมดังแสดงในรูปด้านล่าง

หลังจากวัดฟลักซ์การส่องสว่างแล้ว สามารถวัดประสิทธิภาพการส่องสว่างของ LED ได้ด้วยเครื่องทดสอบพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า วิธีทดสอบของฟลักซ์การแผ่รังสีและประสิทธิภาพการแผ่รังสีนั้นคล้ายคลึงกับวิธีทดสอบของฟลักซ์การส่องสว่างและประสิทธิภาพการส่องสว่าง

(2) ลักษณะการกระจายความเข้มแสงและความเข้มของแสง

ดังแสดงในรูปด้านล่าง ความเข้มแสงของแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดจะกระจายอย่างสม่ำเสมอในทุกทิศทางในอวกาศ และผลการทดสอบที่ได้รับจากเครื่องตรวจจับที่มีช่องรับแสงต่างกันในระยะทางต่างกันจะไม่เปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการกระจายความเข้มแสงของ LED ที่ไม่สอดคล้องกัน ผลการทดสอบจึงแตกต่างกัน ระยะทดสอบและความแปรผันของรูรับแสงของเครื่องตรวจจับ ดังนั้น CIE-127 จึงเสนอเงื่อนไขการทดสอบที่แนะนำสองแบบ เพื่อให้สามารถทดสอบและประเมินความเข้มแสง LED แต่ละดวงภายใต้สภาวะเดียวกันได้ ปัจจุบัน เงื่อนไข CIE-127 ได้รับการอ้างถึงโดยผู้ผลิต LED และหน่วยงานทดสอบหลายแห่ง

(3) พารามิเตอร์สเปกตรัม
พารามิเตอร์ลักษณะสเปกตรัมของ LED ส่วนใหญ่ประกอบด้วยความยาวคลื่นการปล่อยสูงสุด แบนด์วิดธ์การแผ่รังสีสเปกตรัม และการกระจายพลังงานสเปกตรัม สเปกตรัมของ LED แบบโมโนโครมเป็นพีคเดี่ยว และแสดงคุณลักษณะในแง่ของความยาวคลื่นและแบนด์วิธสูงสุด ในขณะที่สเปกตรัมของ LED สีขาวประกอบด้วยสเปกตรัมโมโนโครมหลายสเปกตรัม ลักษณะสเปกตรัมของไฟ LED ทั้งหมดสามารถแสดงได้ด้วยการกระจายพลังงานสเปกตรัม และพารามิเตอร์ของสีสามารถคำนวณได้จากการกระจายพลังงานสเปกตรัมของ LED
การทดสอบการกระจายพลังงานสเปกตรัมต้องดำเนินการโดยสเปกโตรสโกปี ซึ่งแยกแสงสีแต่ละสีออกจากแสงผสมสำหรับการวัด โดยทั่วไป สามารถใช้ปริซึมและตะแกรงเพื่อให้เกิดการแตกตัวของแสงได้

2.3 ลักษณะสวิตช์
ลักษณะการสลับ LED หมายถึงลักษณะของการเปลี่ยนแปลงของแสง ไฟฟ้า และสีในขณะที่เปิดเครื่องและปิด LED จากการทดสอบลักษณะการสลับ LED สามารถรับกฎการเปลี่ยนแปลงของสถานะการทำงานและคุณสมบัติของวัสดุของ LED ในขณะที่เปิดและปิดได้

2.4 ลักษณะสี
ลักษณะสีของ LED ส่วนใหญ่ประกอบด้วยพิกัดของสี ความยาวคลื่นที่โดดเด่น ความบริสุทธิ์ของสี อุณหภูมิสี และการแสดงสี เป็นต้น ลักษณะสีของ LED มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับ LED สีขาว
วิธีทดสอบคุณลักษณะของสีที่มีอยู่ ได้แก่ สเปกโตรโฟโตเมตรีและวิธีอินทิกรัล ดังแสดงใน Figurebelow: วิธี spectrophotometric คือการวัดการกระจายพลังงานสเปกตรัมของ LED ผ่าน monochromator จากนั้นใช้ฟังก์ชันการถ่วงน้ำหนักของสีเพื่อรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้พารามิเตอร์ chromaticity ที่สอดคล้องกัน วิธีการรวมคือการใช้ฟิลเตอร์สีเฉพาะและตัวตรวจจับแสงเพื่อวัดค่าพารามิเตอร์ของโครมาติกโดยตรง ความแม่นยำของสเปกโตรโฟโตเมตรีนั้นสูงกว่าการรวมเข้าด้วยกันมาก

2.5 คุณสมบัติทางความร้อน
ลักษณะทางความร้อนของ LED ส่วนใหญ่หมายถึงความต้านทานความร้อนและอุณหภูมิทางแยก ความต้านทานความร้อนคืออัตราส่วนของความแตกต่างของอุณหภูมิในเส้นทางการไหลของความร้อนต่อพลังงานที่กระจายไปตามเส้นทาง อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อหมายถึงอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อ PN ของ LED ความต้านทานความร้อนและอุณหภูมิทางแยกของ LED เป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของออปโตอิเล็กทรอนิกส์ของ LED
โดยทั่วไปมีสองวิธีในการทดสอบอุณหภูมิทางแยก LED: วิธีหนึ่งคือการวัดอุณหภูมิพื้นผิวของชิป LED ด้วยกล้องจุลทรรศน์วัดอุณหภูมิอินฟราเรดหรือไมโครเทอร์โมคัปเปิลและถือเป็นอุณหภูมิทางแยกของ LED แต่ความแม่นยำไม่เพียงพอ ; ประการแรกคือการกำหนดอุณหภูมิทางแยกของ LED โดยใช้ความสัมพันธ์แบบผกผันระหว่างแรงดันไบแอสไปข้างหน้าและอุณหภูมิทางแยกภายใต้กระแสที่แน่นอน

2.6 ความน่าเชื่อถือ
ความน่าเชื่อถือของ LED รวมถึงลักษณะความไวของไฟฟ้าสถิต อายุการใช้งาน ลักษณะสิ่งแวดล้อมและอื่นๆ ลักษณะเฉพาะของความไวต่อไฟฟ้าสถิตหมายถึงแรงดันไฟที่ปล่อยออกมาจากไฟฟ้าสถิตที่ LED สามารถทนต่อได้ เนื่องจาก LED บางดวงมีความต้านทานสูงและระยะห่างระหว่างขั้วบวกและขั้วลบสั้น หากประจุไฟฟ้าสถิตที่ปลายทั้งสองข้างสะสมเป็นค่าหนึ่ง แรงดันไฟฟ้าไฟฟ้าสถิตนี้จะทำลายทางแยก PN ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทดสอบคุณสมบัติความไวของไฟฟ้าสถิตของ LED เพื่อให้ได้แรงดันไฟตามเกณฑ์ของความผิดพลาดในการคายประจุไฟฟ้าสถิตของ LED ในปัจจุบัน โหมดร่างกายมนุษย์ โหมดเครื่อง และโหมดการชาร์จอุปกรณ์มักใช้เพื่อจำลองปรากฏการณ์การคายประจุไฟฟ้าสถิตในชีวิตจริง

เพื่อที่จะสังเกตกฎการเปลี่ยนแปลงของประสิทธิภาพแสงของ LED ภายใต้สภาวะการใช้งานต่อเนื่องในระยะยาว จำเป็นต้องทำการทดสอบตัวอย่างของ LED และรับพารามิเตอร์อายุการใช้งาน LED ผ่านการสังเกตและสถิติในระยะยาว สำหรับการทดสอบคุณลักษณะด้านสิ่งแวดล้อมของ LED มักใช้เพื่อจำลองการบุกรุกตามธรรมชาติต่างๆ ที่ LED เผชิญในการใช้งาน โดยทั่วไป: การทดสอบแรงกระแทกที่อุณหภูมิสูงและต่ำ การทดสอบวงจรความชื้น การทดสอบสเปรย์เกลือ การทดสอบทรายและฝุ่น การทดสอบการฉายรังสี การสั่นสะเทือนและ การทดสอบแรงกระแทก การทดสอบการตก การทดสอบความเร่งแรงเหวี่ยง ฯลฯ

3. การกำหนดมาตรฐานแห่งชาติ
สรุปวิธีการทดสอบข้างต้น มาตรฐานแห่งชาติสำหรับวิธีการทดสอบไดโอดเปล่งแสงเซมิคอนดักเตอร์ได้กำหนดข้อกำหนดเกี่ยวกับคุณสมบัติทางไฟฟ้า ลักษณะทางแสง ลักษณะทางความร้อน ลักษณะไฟฟ้าสถิต และการทดสอบอายุการใช้งานของ LED ที่สอดคล้องกัน สำหรับการทดสอบคุณสมบัติทางไฟฟ้า มาตรฐานระบุแผนภาพการทดสอบของแรงดันไฟ LED ไปข้างหน้า แรงดันไฟย้อนกลับ และกระแสไฟย้อนกลับ สำหรับการทดสอบฟลักซ์การส่องสว่าง มาตรฐานระบุโครงสร้างการทดสอบมุมทึบ 2π; สำหรับการทดสอบความเข้มแสง มาตรฐานอ้างอิงเงื่อนไขที่แนะนำของ CIE-127 นอกจากนี้ยังมีการระบุการทดสอบทางสเปกโตรสโกปี การทดสอบลักษณะเฉพาะทางความร้อน การทดสอบความไวในการคายประจุไฟฟ้าสถิต การทดสอบอายุการใช้งาน ฯลฯ อย่างชัดเจน

4 ข้อสรุป
การกำหนดมาตรฐานแห่งชาติสรุปวิธีการทดสอบ LED ที่มีอยู่ และอัพเกรดวิธีทางวิทยาศาสตร์และประยุกต์เป็นวิธีการทดสอบมาตรฐาน ซึ่งขจัดความแตกต่างระหว่างทุกสาขาอาชีพในด้านการทดสอบ LED และยังทำให้ผลการทดสอบเป็นจริงมากขึ้น สะท้อนไฟ LED ของประเทศของฉัน ระดับโดยรวมของอุตสาหกรรม แต่ในมุมมองของการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยี LED การกำหนดมาตรฐานระดับชาติไม่ได้เกิดขึ้นทันทีและสำหรับทั้งหมดและควรนำเทคโนโลยีการทดสอบล่าสุดและเหมาะสมที่สุดเข้ามาในมาตรฐานตลอดเวลา

Lisun Instruments Limited ถูกค้นพบโดย LISUN GROUP ใน 2003 LISUN ระบบคุณภาพได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO9001:2015 อย่างเคร่งครัด ในฐานะสมาชิก CIE LISUN ผลิตภัณฑ์ได้รับการออกแบบตาม CIE, IEC และมาตรฐานสากลหรือระดับชาติอื่น ๆ ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดผ่านใบรับรอง CE และรับรองความถูกต้องโดยห้องปฏิบัติการของบุคคลที่สาม

ผลิตภัณฑ์หลักของเราคือ โกนิโอโฟโตมิเตอร์, การบูรณาการ Sphere, สเปกโตรเรดิโอมิเตอร์, เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระชาก, ปืนจำลอง ESD, รับ EMI, อุปกรณ์ทดสอบ EMC, เครื่องทดสอบความปลอดภัยทางไฟฟ้า, หอการค้าสิ่งแวดล้อม, หอการค้าอุณหภูมิ, ห้องสภาพภูมิอากาศ, ห้องเก็บความร้อน, การทดสอบสเปรย์เกลือ, ห้องทดสอบฝุ่น, ทดสอบการกันน้ำ, การทดสอบ RoHS (EDXRF), การทดสอบลวดเรืองแสง และ  เข็มทดสอบเปลวไฟ.

โปรดติดต่อเราหากคุณต้องการความช่วยเหลือใด ๆ
เทคโนโลยี Dep: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
ฝ่ายขาย: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tags:ESD61000-2 , GDJS-015B , LPCE-2 (LMS-9000) , LPCE-3 , LSG-1890B , T5