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LED测试逐步走向规范

  • 发布者:admin
  • 发布时间:2015-08-27
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    近年来,随着高亮度、蓝光和白光LED的出现,发光二极管(LED)的应用得到了非常快速的发展。它们主要应用于彩色显示、交通和航空信号、道路标志,以及新一代的绿色照明器件中。随着LED应用的拓展,LED产业化也取得飞速发展,准确定量测量LED及其应用产品的各种特性变得越来越重要。国际测试方法广泛应用一直以来,LED光学参数测试再现性差,不同测试装置之间的测试结果一致性差,引起了各国工业协会和CIE(国际照明委员会)的关注。为此CIE专门成立了“TC2-45LED测量”和“TC2-46CIE/ISO关于LED强度测量标准”两个技术委员会专门化小组来研究解决相应的问题。CIETC2-34小组于1997年10月在维也纳总部召开会议,制定并推荐了CIE127-1997“MeasurementofLEDs“(发光二极管测量)文件。这是迄今为止最为详细叙述LED光和辐射测试的技术文件,它和在这之前的许多标准和技术文件不同。在高亮度发光二极管出现之前,LED被看作是一个仅用于显示的简单光源。因此,光度测试的原理和标准被部分地直接引进到生产发光二极管的光电器件行业,但通常只测试发光强度、峰值波长和光谱半宽度、光功率等几个常用的参数。

    虽然还有些参数列在测试标准中,却很少使用。在CIE127-1997“MeasurementofLEDs”文件制定前所起草的标准把发光二极管看作为一个点光源,运用光和辐射的标准测量原理和方法进行。但在实际测试工作中发现,LED是一个指向性很强的光源,它不具有点光源所具有的余弦辐射特性,常常发现测试结果的准确性较差,不同仪器测试结果的可比对性较差。LED发出的光和辐射与芯片温度有关的特性,以及光学设计上的巨大差异,甚至使得LED的测量难于重现。CIE127-1997“MeasurementofLEDs“出版物把LED强度测试确定为平均强度的概念,并且规定了统一的测试结构和探测器大小,这样就为LED准确测试比对奠定了基础。虽然CIE127-1997“MeasurementofLEDs”并非国际标准,但目前世界上主要企业都已采用,实际上它是实施准确测试比对的正确途径。在CIE-127文件之前,国内外均以IEC标准为核心,如IEC60747-5-2分立半导体器件及集成电路零部件5-2:光电子器件—分类特征及要素(1997-09);IEC60747-5-3分立半导体器件及集成电路零部件5-3:光电子器件—测试方法(1997-08);IEC60747-12-3半导体分立器件12-3:光电子器件—显示用发光二极管空白详细标准(1998-02)。在这些文件中LED作为光电器件的一个品种,主要关心的是它们的辐射和光度特性(物理特性),没有更多地涉及LED的光学辐射对人眼的视觉效果。随着白光LED的出现,这个问题就更显重要。
    CIE-127文件讨论了LED光学辐射的色度学原理和测试方法。它涉及LED辐射度、光度和色度测量,具有广泛的实用性。国内测试方法渐行渐进我们知道,技术标准是科学技术发展的基础,已经成为国际经济、科技竞争的重要手段,为了使我国发光二极管产业更健康地发展,本着“面向市场,服务产业,自主制定,适时推出,及时修订,不断完善”的宗旨,中国光学光电子行业协会光电器件分会近年来总结和讨论了我国与LED有关的标准建设和实施的情况,考虑到发光二极管应用问题,采用IEC和CIE叙述的原理和方法,制定了《半导体发光二极管测试方法》,并在行业中试行,试行两年后又进行了修改,现在正在全行业推广试行,取得了很好的效果。《半导体发光二极管测试方法》适用于紫外、可见光、红外发光二极管及其组件,其芯片测试可以参照执行。它涉及发光二极管电学参数、热学参数测量以及LED的辐射度、光度和色度测量。
    发光二极管既是一个半导体二极管,又是一个光源。作为单个PN结半导体器件,我们需要测量它的电参数,电参数是衡量一个发光二极管是否能正常工作的最基本的依据。作为一个光源,我们必须测量它的光和辐射在空间分布的能量参数,测量光和辐射能量的光谱分布参数以及他们在人眼中所产生的心理响应。LED迅速运用在照明领域,使得LED芯片向大功率方向发展,因此,LED的热学参数对LED的功率、发光效率、寿命等产生巨大影响。参考国内外类似器件的测试方法,并在实际的研究工作中证明可行的基础上,《半导体发光二极管测试方法》制定了LED结温和热阻测试的标准方法。按照这个方法,一些单位进行了热阻测试设备的初步开发,测量了研制的功率LED器件,取得了良好效果。
    《半导体发光二极管测试方法》在试行修订、再试行再修订的基础上,已经在中国光学光电子行业协会光电器件分会所属企业内得到认同和推广。由于我们还有相当一部分企业的素质和技术水平有待提升,因此还要做许多介绍和推广工作,同时研制相应的配套设备和仪器。中国光学光电子行业协会光电器件分会在制定、讨论和修订这个技术行业标准过程中,以市场和用户需求为导向,联合科研院所和大学,充分调动企业的积极性,以自主知识产权为基础,通过积极参与国家和行业标准的制定,提高企业的竞争力,保护企业利益。我们相信,这个工作一定会得到有关部门的支持和指导。相关链接我国LED测试标准20世纪80年代初,原我国电子工业部制定了几个有用的标准,如Sj2353.3-83半导体发光二极管测试方法、Sj2658-86半导体红外发光二极管测试方法等。这些标准对工业和相应的商业活动起到了很好的指导作用。20世纪90年代初又制定了GB/T15651-1995半导体器件分立器件和集成电路-光电子器件(国家标准)。这个标准把我国的LED测试工作和国际电工委员会(IEC)标准联系起来。

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