一、汽车照明器件—LED
汽车行驶时,照明灯具是不可缺少的,而汽车灯具主要的功能有两点:一是照明功能,即照亮道路,交通标志,行人,其他车辆等,以识别标志和障碍物;二是信号功能,即显示车辆的存在和传达车辆行驶状态的信号。因此,汽车车灯按照其功能也可以主要分为照明灯具和信号灯具,照明灯具主要包括前照灯、前雾灯、倒车灯、牌照灯、壁灯、顶灯、门灯、行李箱灯、阅读灯、踏步灯、发动机舱灯等;信号灯具主要包括位置灯、示廓灯、转向灯、行车灯、驻车灯、制动灯、后雾灯、回复发射器以及车内各类指示灯和警报灯等。
以LED汽车照明器件为例,LED汽车照明中使用到汽车中的LED发光器件需要达到车规级,要求高光效、耐温好,同时对LED芯片的稳定性和一致性要求非常高,要求企业通过TS16949,要求LED器件通过AECQ101或AECQ102体系认证(要求LED芯片Tj=150℃(前大灯要求175℃)),技术门槛较高,再加上国内LED企业布局较晚,技术相对落后,因此国内LED汽车照明市场基本还是由国外企业所主导。
二、LED可靠度试验(aec-q102)目前LED的相关外围产品发展的速度远大于国际标准单位所制定LED相关测试法规,还没有相应内容可供LED相关产品设计者参考使用。除了近几年来针对LED车用市场新的测试法规外。有鉴于此,华碧实验室针对零件与模块产品之验证上规划了一系列手法,可靠度试验类别包括:1.静电防护试验(ESD):LED组件在静电防护能力上较一般IC类来得低,目前组件厂除非增加Zener Diode,否则多数无法保证ESD等级,然多以HBM>2KV与MM>1KV为挑战目标。2.湿度敏感性等级区分试验(MSL):LED车用规范已要求需进行此测试,然对于表面黏着型(SMD)组件来说,此试验有助于了解产品耐湿等级,方便作为产线管理之用。3.热阻(θth)与Tj估算:LED产品对于热的敏感度很高,且环境越热将使衰减速度加快,因此必须搭配较佳的散热设计。热阻量测有助于客户寻找适当的散热模式或者选择适当的材料,以延长寿命。4.产品点亮寿命试验:透过各种不同之电流、温度、湿度等的组合模式进行,包括美国能源之星DoE EnergyStar LM-80之验证服务。5.寿命预估:典型的点亮试验,藉由计算产品之活化能(ActivationEnergy),以获得更为正确的寿命预估值。6.脉冲试验:此为快速并加严的试验手法,但却最真实模拟实际使用状态。本试验可搭配一边的高温或低温环境贮存试验,亦可搭配适用于温度循环试验中,此为最严苛之加速型模拟。7.环境应力试验:典型的应力试验为温度循环试验(TCT)与温湿度循环试验,前者主要是利用材料的热膨胀不匹配(CTE Mismatch)特性以使组件构装后的结构风险得以显现,后者则是透过呼吸效应以显现产品的质量问题。8.机械应力试验:包括了组件上板组装后的推拉力、震动、冲击等模式,需依照产品使用目的与环境规划适宜的条件,突显产品瑕疵。9.腐蚀性气体试验:腐蚀性气体的来源依地区包括了盐雾与酸性气体两类别。由于目前地球环境深受空气污染影响,空气中的酸性气体在与水分结合后产生的酸性液体,对于LED材料来说是非常严苛的影响,除造成内部光反射快速降低外,亦可能造成外部老化而影响色泽等问题。10.防水防尘试验(IP):终端产品对于防水防尘要求高,尤其户外用产品,必须进行更为严苛的测试,以保证产品结构稳定无虞。11.其它试验:其它常用试验尚包括了产品早夭筛选技术、焊锡性(Solderability)、压力锅(PCT)、耐热试验(Heat Resistance)等。12.光学分析:提供可控温之积分球系统(50cm与100cm)与MCD量测,可量测出LED产品之色温(Color temperature)、光通量(Luminous flux)、光强度(Luminous intensity)、色坐标(Chromaticitycoordinates)、演色性(Color rendering)、波长(Wave length)等.协助解决客户测试过程中的量测需求,以做为各种验证判定结果的依据,提高实验效率与正确率。13.法规试验:车用法规AEC(汽车电子委员会)AECQ-101,AECQ-102,IEC(国际电工委员会)IEC60810,SAE(美国汽车工程协会)USCAR-33,LED寿命测试/推估法规。14.高功率温控系统:针对未来高功率LED产品应用越来越多的趋势,其可靠度的设计与一般中低功率产品 会有所不同,为了有效控制高功率产品的Max Tj 设定,我们研究了一套精确控制Tj测试的设备,能精确的控制Ts并得到正确的Tj,以符合高功率LED可靠度的需求。 三、AEC-Q102认证测试项目:Pre- and Post-Stress Electrical andPhotometric TestPre-conditioningExternal VisualParametric VerificationHigh Temperature Operating LifeHigh Temperature Reverse BiasWet High Temperature Operating LifeTemperature CyclingPower Temperature CyclingIntermittent Operational LifeLow Temperature Operating LifeElectrostatic Discharge Human Body ModelElectrostatic Discharge Charged DeviceModelDestructive Physical AnalysisPhysical DimensionTerminal StrengthConstant AccelerationVibration Variable FrequencyMechanical ShockHermeticityResistance to Solder HeatSolderabilityPulsed Operating LifeDewHydrogen SulphideFlowing Mixed GasThermal ResistanceWire Bond PullWire Bond ShearDie ShearWhisker Growth