2023第十八届全国LED研讨...

“半导体发光二极管测试方法”推介

1．概述

    发光二极管（LED）已有50年的历史，近年来，随着新型发光材料不断出现，新器件和新应用层出不穷。给发光二极  管及其应用产品测试和相关标准制定的工作带来了新挑战。早在1969年，我国长春光机与物理研究所就研制出国内第一只GaAsP红色发光二极管，开创了我国发光二极管研究的先河，仅比国际上晚半年。

        20世纪70年代，LED的应用获得较大发展，在我国逐步形成产业。为了统一测试方法，我国上世纪80年代制定了两个行业标准: SJ2353－83半导体发光器件测试方法和SJ2658－86半导体红外发光二极管测试方法，初步确立了LED计量测试基本准则，但仅限于LED电学、光度和辐射度参数。

        90年代初我国同步采用IEC标准，制定国标: GB/T15651－1995半导体器件 分立器件和集成电路 第五部分：光电子器件。这些标准和IEC的标准基本一致，作为一个PN结半导体器件，国际电工委员会（IEC）已经制定的LED的测试方法的内容包括在光电器件总规范、额定值和特性、分规范、测试方法以及环境、耐久性和机械试验方法和显示用发光二极管空白详细规范等方面，但这些标准主要是针对显示用半导体发光二极管制定的。

       1994年，氮化镓基蓝、绿光AlGaInN-LED的出现是LED发展史上的一个重大突破。它使户外全彩色显示和半导体照明成为可能。上世纪九十年代后几年，我国LED开发和生产企业迅速增加，上、中、下游各主要企业都集聚在中国光学光电子行业协会光电器件分会（包括LED显示屏专委会）的旗帜下，各种LED的应用如雨后春笋般地涌现出来。广大科技人员感觉到，研发和生产LED已经涉及到更多的学科，急需要统一的新测试方法和相应更新的标准。基于这样的考虑，光电器件分会成立了班子，开始研究和起草“半导体发光二极管测试方法”行业标准。

    作为行业标准，新标准于2001年经光电器件分会研究讨论后确定在本行业内试用，收集使用后的各种意见，每年进行修改，再在行业内进一步试用。头几版稿篇幅较大，一些引用的标准和基础知识部分内容也包括在内，主要目的在于方便大家阅读和使用，可在正式定稿时删去。

    在国际上，国际照明委员会（CIE）专门成立了“TC2-45 LED测量”和“TC2-46 CIE/ISO 关于LED强度测量标准”两个技术委员会专门化小组来研究解决相应的问题，并于1997年发表了127文件“LED测量”（2007年作了修订）。CIE127文件建议采用“平均LED强度”的概念；提出了CIE标准测试条件A和B；用色度学的方法测试和评价LED。IEC和CIE标准均未涉及LED的热学参数，而这正是LED作为照明光源能否达到高发光效率、长寿命的关键问题。

    近年来，由于具有寿命长、光效高、能耗低、无辐射、无污染等特点，LED已从显示用电子元件发展成节能环保的新型绿色光源，被广泛应用于照明领域，我国半导体照明产业也获得蓬勃发展。2003年启动国家半导体照明工程，信息产业部于 2005 年 11 月成立“半导体照明技术标准工作组”，随后行业试行标准“半导体发光二极管测试方法”在信息产业部标准化研究所领导和指导下在标准工作组内讨论、修改定稿，并正式报批相关部门审查，于2009年批准实行。

2．标准的基本内容

     本标准代替 SJ／T 2355.1～2355.7—1983《半导体发光器件测试方法》系列标准，与SJ／T 2355—1983 相比主要变化如下。

（1）本标准规定了半导体发光二极管电学、辐射度学、光度学、色度学参数、热学参数的术语和测试方法以及静电放电敏感性的测试和分类。

（2）采用国际照明委员会 CIE 127-1997技术报告《LED 测量》中建立的平均LED 强度的概念和测量规范来替代原先建立在点光源基础上的发光强度测量方法。

2.1 本标准适用范围

    本标准适用于可见光、白光半导体发光二极管。鉴于紫外发光射二极管、红外发光二极管测试原理相同，只是测试用探测器光谱范围不同，因此，它们的相关测试可以参考本标准。半导体发光组件和芯片的测试也可参考执行。

2.2 本标准术语、定义和符号

       GB/T 4365、GB/T 5698、GB/T 11499、GB/T 15651 确立的术语、定义和符号适用于本标准。本标准定义的术语、定义和符号包括：辐射能、光量、平均LED强度、光谱功率（能量）分布、热阻、结-管壳热阻、结-环境热阻、静电放电电压敏感值、静电放电耐受电压、静电放电试验器、人体模式静电放电、机器模式静电放电。

2.3 本标准一般要求

    本标准规定了试验的标准大气条件、仲裁试验的标准大气条件以及其他环境条件。

2.3.1 环境条件

    除非另有规定，其他环境条件应按下列规定：

（1）测量环境应无影响测试准确度的机械振动、电磁和光照等干扰；

（2）除非另有规定，器件全部光电参数均应在热平衡下进行（要有足够测试预热时间）；

（3）测量系统应接地良好。

2.3.2 测量条件（允许偏差）

    除非另有规定，测量条件应符合下列规定：

（1）偏置条件应在规定值的±1％以内；

（2）输入脉冲频率和占空比的允许偏差应在±2％以内。

2.3.3 测量设备

    测量设备的不确定度应符合相关规范的技术要求并检定合格。在检定周期内，按有关操作规程进行测量。