LED產品質量系統性的評估分析方法

固態照明（SSL）的產品開發不僅僅局限于LED和驅動電子領域。Richie Richards闡釋了該如何評估這其中復雜的設計要素，這些要素包括了材料選擇、熱處理、兼容性等問題。只要恰當處理好它們，定能生產出最佳的照明產品。

　　古話說的好：“當你親眼所見就能知道東西的品質，但有時卻無法言表。”影響固態照明性能的設計要素，正如所言，通常是難以形容的。LED產生的光不過是整個評價系統里的一小部分。要進行完整的評估鑒定，安裝過程和產品的生命周期同等重要。接下來我們看看易產生疑問的的一些例子。

　　LED技術發展迅速，不少燈具商家喜歡就有關產品的色彩品質、亮度、發光效率、耐久性，甚至是整個產品提出無根據的索賠要求。沒有恰當的熱處理設計，或是電路設計不當，都會造成過度電性應力，如果在生產過程中產生了化學兼容性問題，將導致LED產品的質量劣變，甚至產生照明故障。圖1收集了造成質量劣變和故障的過程原因。

圖1 固態照明產品質量問題可能導致熱，化學或驅動程序問題

　　總體評估

　　為了確保固態照明產品的質量，進行定量的測試至關重要。這將決定設計強度和產品長久的可靠性。不僅僅是只是LED部分，整個固態照明產品都關乎品質。科銳公司（Cree）推出了對LED燈具進行了有關熱學、電學、機械、光度及光學參數（TEMPO）的全面測試。TEMPO服務幫助LED元件客戶解決問題。該項目還能使產品開發人員快速應對挑戰、節約開發成本、為新產品爭取更多的市場時間。

　　照明產品的系統評估是一個多點式的測試和分析過程。工程人員必須進行一系列的有關熱學、電學、機械、光度的測試，并提交能夠確定產品性能的數據全面報告。本文結尾處的工具欄附上TEMPO服務詳細的測試目錄。此外，測試結果將應用到由照明工程學會（IES）通過的TM-21標準，來設計LED的壽命時間。　　測試與評估很富有挑戰性，特別是對于那些剛剛從事設計LED的燈具生產商們來說格外不易。固態照明產品包含了大量的組件：LEDs、電路板、光學部件、電流驅動器、電源供應器、散熱器和機械外殼。任何組件都會影響產品的性能、質量和壽命時間。

　　照明系統性能需要評估的有機械構建和長期可靠性。另外，測試結果的報告需要以LM-79-08為基礎。評估需要提供能源之星、DLC和UL標準測試的對比結果。

　　熱學和機械測試

　　大多數LED故障問題和溫度相關；性能和設計的壽命時間與熱管理、以及LED半導體芯片的節點溫度緊密相關。節點溫度的升高減少光能輸出，縮短使用壽命。恰當的熱管理和機械結構對性能至關重要。LED焊接的x光拍照等技術手段可以用來評估機械結構，評估實際散熱性能以此驗證散熱設計的假定計劃，對于確保質量和可靠性來說十分必要。

　　熱學測試對于產品而言是有挑戰性的。錯置熱電偶、過多光子能量照明熱電偶都是錯誤的溫度測試。這些差錯都會折損產品的使用壽命。

熱學和機械測試的固態照明產品，可以發現設計或制造上的缺陷

　　正確的測試需要精確地驗證結點溫度監測的焊接點。TEMPO測試包括驗證結點溫度監測的焊接點、固態的紅外熱成像，以及根據測試得出的結點溫度估算。正如圖2所示，可以利用溫度測試和紅外熱成像手段測量和說明LED燈具的散熱性能。

　　請留意圖二右手部分的紅外線照片，體現了兩個相同的印刷線路板的散熱差異。左邊的印刷線路板溫度更低，圖片顯示為黃色，而右邊的為亮紅色，LED已白熱化，表明印刷線路板的散熱接口應安裝在右邊。

　　LED和印刷線路板之間的機械接口，對固態照明系統的熱學性能影響深遠。可以利用x光射線進行分析。這對于核查焊接的質量，決定是否無效或是過度焊接十分有用。