試驗樣品選用的樣品為大功率LED單模塊，每種樣品的樣品量為5顆。樣品類型一共為4種，如圖1 所示。為了研究熒光粉層對LED可靠性的影響，采用白光LED和藍光LED兩種單模塊進行對比，這兩種封裝形式的樣品均采用陶瓷基板封裝形式，如圖1（a）和1（b）所示。同時，對不同色溫的LED的可靠性進行了試驗研究，采用的試驗樣品分別為支架封裝形式的冷白光（色溫為5800K 左右） LED和暖白光（色溫為3000K左右） LED單模塊，如圖1（c）和1（d）所示。冷白光LED中所用的熒光粉為Ce摻雜YAG黃色熒光粉，該熒光粉的激發光譜和發射光譜如圖1（a）所示。相比冷白光LED，暖白光LED在熒光粉層中添加了Eu摻雜的硅酸鹽型紅色熒光粉，該熒光粉的激發光譜和發射光譜如圖1（b）所示。

圖1

    圖1大功率LED在高溫下的加速試驗樣品: （a）陶瓷基板封裝形式白光LED； （b）陶瓷基板封裝形式藍光LED； （c） 圓形支架封裝形式的冷白光LED； （d）圓形支架封裝形式的暖白光LED圖2熒光粉的激發光譜和發射光譜: （a） Ce摻雜YAG黃色熒光粉和（b） Eu摻雜硅酸鹽紅

圖2

    試驗裝置與設備試驗設備

包括恒溫恒濕試驗箱、LED光源光色測試系統、驅動電源、結溫測試儀和三維體式顯微鏡，如圖3所示。恒溫恒濕箱用以提供恒定的溫度環境，其樣品室內的溫度均勻度為±2℃，當溫度穩定之后，其溫度波動度不超過±0.5℃。LED光源光色測試系統包括積分球和光譜分析系統，用于精確測量LED光源的正反向電性能、光輻射功率、光.通量、色品坐標、主波長等光電參數。LED的驅動電源采用的是恒流電源，輸出的電流范圍為: 350~ 1000mA，輸出功率的范圍為: 5~ 50W。樣品的結溫通過基于正向壓降法的結溫測試儀來測量。三維體式顯微鏡用于LED樣品的形貌觀察。

圖3

    LED采用的鋁熱沉如圖4所示。利用鋁熱沉，可以將單模塊5顆為一-組相互串聯，裝夾在熱沉上，然后進行通電點亮。對于支架式白光LED，它的底部與鋁熱沉之間用導熱膏進行填充。在陶瓷基板式LED與鋁熱沉之間采用厚度為1mm的導熱硅膠墊。將每種LED樣品的結溫的均值作為這種樣品的結溫。在試驗條件下，LED 樣品的結溫如表5所示。樣品在恒溫恒濕試驗箱內放置在支架上，并且使樣品之間保持一定的距離，以利于空氣的流動。試驗條件為在85℃環境溫度下對LED單模塊樣品施加1000mA的驅動電流。持續老化時間為1000 小時，在開始老化之前和老化結束之后，以及在老化過程中每隔一段時間對樣品進行光電參數測試和形貌觀察。

圖4

圖5