各半導(dǎo)體材料層及表面均存在缺陷,結(jié)溫的升高加速了缺陷的繁衍。當缺陷LM3401MM進入有源區(qū)后將產(chǎn)生非輻射復(fù)合中心,造成輸出光功率的下降,一般定義當光功率下降至初始值的70%對應(yīng)的工作時間為LED的壽命。LED光通量隨時間的變化遵從阿倫尼茨模型,如下式所示: 式中,廄為激活能,由LED有源區(qū)材料、器件結(jié)構(gòu)決定。由上述兩式可以看出,隨著結(jié)溫的升高,衰減系數(shù)急劇增加,LED的壽命快速衰減。通過分組測試多個工作于不同高溫點下LED的光通量隨時間的變化,從實驗數(shù)據(jù)中擬合出激活能,從而可以推算出常溫下LED的工作壽命。圖⒋%為LuxcOn公司給出的該公司生產(chǎn)的龜型LED的壽命曲線。由圖可知,當結(jié)溫為笱℃時,V型LED的外推壽命接近30萬小時,而當結(jié)溫升高到105℃時,其壽命僅超過1萬小時。由此可知,無論是LED的封裝還是應(yīng)用,良好的熱管理是十分必要的。

    LED光源的壽命不僅與芯片自身的壽命有關(guān),也與封裝失效有關(guān),如熒光粉高溫黃化,鍵合線斷裂、脫焊導(dǎo)致的開路等。此外,還受靜電、水汽等因素的影響。由于LED壽命遠比傳統(tǒng)光源長,普通老化試驗需要的時間太長,通常采取加速環(huán)境試驗的方法進行壽命測試與評估。主要有電應(yīng)力、熱應(yīng)力和機械應(yīng)力的加速,包括高低溫儲

存、高溫高濕、高低溫循環(huán)、冷熱沖擊、耐腐蝕性、抗溶性、機械沖擊等。然而,加速環(huán)境試驗只是問題的一部分,對LED壽命的預(yù)測機理和方法的研究仍不完善,待進一步的研究。