论文摘要
发光二极管（Light Emitting Diode,简称LED）是一种半导体发光器件,是新型固态光源。由于其工作能效高、电压低、耗电量小、结构简单、发光效率高、体积小、重量轻、环保、寿命长、响应速度快、抗震性能好以及光谱全彩等诸多优点,被视为新一代照明光源,成为近几年研究热点,在各种场合得到了极为广泛的应用。随着LED的光效普遍超过100 lm/W, LED已经从指示灯、显示领域走向通用照明领域,如LED路灯、LED灯管、LED灯泡等等。但目前还有一些技术难题需要去解决,比如二次配光、驱动电路和散热。其中,散热问题对照明级用LED的光效、电压、色温、可靠性、寿命、影响很大,由于LED的发光效率与P-N结的温度相关,即结温上升发光效率下降。目前的发光效率仅35%左右,未来即使上升到50%也仍然有50%的能量转化为热能,这将造成LED结温的上升。因此,这样就存在如下另三个研究内容：1).如何测试LED的结温。2).结温对LED特性的影响。3).在考虑LED器件工作时结温上升不可避免情况下,如何测算LED的实际寿命。因此,这就是本论文的题目,即“照明级大功率LED的热特性与可靠性研究”。首先,采用1W和3W白光LED为实验样品,以电流为加速应力,对白光LED进行电流应力加速寿命试验,对试验数据进行整理,主要包括光通量、发光效率、相关色温、峰值波长、正向电压等光电参数随老化时间的变化,分析了试验中影响白光LED寿命的主要因素；分别对1W和3W的试验样品进行了寿命推算,并简要分析了试验过程中以及寿命推算中引入的误差。其次,采用相同材质相同导热率的散热器,以温度为加速应力,进行温度冲击实验,温度为100℃,120℃冲击。测试结果显示：LED的正向电压随温度的升高线性下降,不同材料的LED下降斜率不同。LED的光输出随温度的升高而降低,大致呈线性关系。同时,LED的峰值波长随温度的升高发生红移,LED色温随温度升高而上升,并对引起这些变化的原因进行了理论分析。在其次,论文对照明级LED的失效进行了分析,着重介绍了金属电极迁移引起的LED失效、过电（EOS）造成的失效、静电损伤造成的失效、荧光粉退化造成的失效、封装及散热材料造成的LED失效。并提出了照明级大功率LED为了减少退化的改善方法,如降低其结温、提高焊接质量、使用更加先进的封装工艺及荧光粉等。最后,结合本人的工作经验,浅显的谈谈照明级大功率LED在应用过程中容易出现的问题,并加以分析和提出的解决方案。