LED灯珠行业小知识

可靠性（Reliability）是对LED灯珠耐久力的测量，我们主要典型的ICLED灯珠的生命周期可以用一条浴缸曲线（BathtubCurve）来表示。

如上图示意，集成电路的失效原因大致分为三个阶段：

Region（I）被称为早夭期，这个阶段LED灯珠的失效率快速下降，造成失效的原因在于IC设计和生产过程中的缺陷；

Region（II）被称为使用期，这个阶段LED灯珠的失效率保持稳定，失效的原因往往是随机的，比如温度变化等等；

Region（III）被称为磨耗期，这个阶段LED灯珠的失效率会快速升高，失效的原因就是LED灯珠的长期使用所造成的老化等。

元器件寿命试验

ESD等级、Latch_up测试评价

高低温性能分析试验

集成电路微缺陷分析

封装缺陷无损检测及分析

电迁移、热载流子评价分析

根据试验等级分为如下几类：

一、使用寿命测试项目（Lifetestitems）

EFR：早期失效等级测试（EarlyfailRateTest）

目的：评估工艺的稳定性，加速缺陷失效率，去除由于天生原因失效的LED灯珠

测试条件：在特定时间内动态提升温度和电压对LED灯珠进行测试

失效机制：材料或工艺的缺陷，包括诸如氧化层缺陷，金属刻镀，离子玷污等由于生产造成的失效

参考标准：

JESD22-A108-A

EIAJED-4701-D101

HTOL/LTOL：高/低温操作生命期试验（High/LowTemperatureOperatingLife）

目的：评估器件在超热和超电压情况下一段时间的耐久力

测试条件：125℃，1.1VCC，动态测试

失效机制：电子迁移，氧化层破裂，相互扩散，不稳定性，离子玷污等

参考数据：

125℃条件下1000小时测试通过IC可以保证持续使用4年，2000小时测试持续使用8年；150℃1000小时测试通过保证使用8年，2000小时保证使用28年

参考标准：

MIT-STD-883EMethod1005.8

JESD22-A108-A

EIAJED-4701-D101

二、环境测试项目（Environmentaltestitems）

PRE-CON：预处理测试（PreconditionTest）

目的：模拟IC在使用之前在一定湿度，温度条件下存储的耐久力，也就是IC从生产到使用之间存储的可靠性

THB：加速式温湿度及偏压测试（TemperatureHumidityBiasTest）

目的：评估ICLED灯珠在高温，高湿，偏压条件下对湿气的抵抗能力，加速其失效进程

测试条件：85℃，85%RH，1.1VCC，Staticbias

失效机制：电解腐蚀

参考标准：

JESD22-A101-D

EIAJED-4701-D122

高加速温湿度及偏压测试（HAST：HighlyAcceleratedStressTest）

目的：评估ICLED灯珠在偏压下高温，高湿，高气压条件下对湿度的抵抗能力，加速其失效过程

测试条件：130℃，85%RH，1.1VCC，Staticbias，2.3atm

失效机制：电离腐蚀，封装密封性

参考标准：

JESD22-A110

PCT：高压蒸煮试验PressureCookTest（AutoclaveTest）

目的：评估ICLED灯珠在高温，高湿，高气压条件下对湿度的抵抗能力，加速其失效过程

测试条件：130℃，85%RH，Staticbias，15PSIG（2atm）

失效机制：化学金属腐蚀，封装密封性

参考标准：

JESD22-A102

EIAJED-4701-B123

*HAST与THB的区别在于温度更高，并且考虑到压力因素，实验时间可以缩短，而PCT则不加偏压，但湿度增大。

TCT：高低温循环试验（TemperatureCyclingTest）

目的：评估ICLED灯珠中具有不同热膨胀系数的金属之间的界面的接触良率。方法是通过循环流动的空气从高温到低温重复变化

测试条件：

ConditionB：-55℃to125℃

ConditionC：-65℃to150℃

失效机制：电介质的断裂，导体和绝缘体的断裂，不同界面的分层

参考标准：

MIT-STD-883EMethod1010.7

JESD22-A104-A

EIAJED-4701-B-131

TST：高低温冲击试验（ThermalShockTest）

目的：评估ICLED灯珠中具有不同热膨胀系数的金属之间的界面的接触良率。方法是通过循环流动的液体从高温到低温重复变化

测试条件：

ConditionB：-55℃to125℃

ConditionC：-65℃to150℃

失效机制：电介质的断裂，材料的老化（如bondwires），导体机械变形

参考标准：

MIT-STD-883EMethod1011.9

JESD22-B106

EIAJED-4701-B-141

*TCT与TST的区别在于TCT偏重于package的测试，而TST偏重于晶园的测试

HTST：高温储存试验（HighTemperatureStorageLifeTest）

目的：评估ICLED灯珠在实际使用之前在高温条件下保持几年不工作条件下的生命时间

测试条件：150℃

失效机制：化学和扩散效应，Au-Al共金效应

参考标准：

MIT-STD-883EMethod1008.2

JESD22-A103-A

EIAJED-4701-B111

可焊性试验（SolderabilityTest）

目的：评估ICleads在粘锡过程中的可靠度

测试方法：

Step1：蒸汽老化8小时

Step2：浸入245℃锡盆中5秒

失效标准（FailureCriterion）：至少95％良率

具体的测试条件和估算结果可参考以下标准

MIT-STD-883EMethod2003.7

JESD22-B102

SHTTest：焊接热量耐久测试（SolderHeatResistivityTest）

目的：评估IC对瞬间高温的敏感度

测试方法：侵入260℃锡盆中10秒

失效标准（FailureCriterion）：根据电测试结果

具体的测试条件和估算结果可参考以下标准

MIT-STD-883EMethod2003.7

EIAJED-4701-B106

三、耐久性测试项目（Endurancetestitems）

周期耐久性测试（EnduranceCyclingTest）

目的：评估非挥发性memory器件在多次读写算后的持久性能

TestMethod：将数据写入memory的存储单元，在擦除数据，重复这个过程多次

测试条件：室温，或者更高，每个数据的读写次数达到100k~1000k

参考标准：

MIT-STD-883EMethod1033

数据保持力测试（DataRetentionTest）

目的：在重复读写之后加速非挥发性memory器件存储节点的电荷损失

测试条件：在高温条件下将数据写入memory存储单元后，多次读取验证单元中的数据

失效机制：150℃

参考标准：

MIT-STD-883EMethod1008.2

MIT-STD-883EMethod1033