發(fā)展脈絡(luò)

在 19 世紀(jì)初期，人類就已發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線這一現(xiàn)象，為后續(xù) LED 的誕生奠定了基礎(chǔ)。1962 年，通用電氣公司的尼克?何倫亞克成功開發(fā)出第一種可見光發(fā)光二極管，即首個紅光 LED，這標(biāo)志著 LED 技術(shù)的正式誕生。最初，LED 主要被用作儀器儀表的指示光源，其應(yīng)用場景相對有限。

然而，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種光色的 LED 逐漸出現(xiàn)，應(yīng)用范圍也逐漸拓展到交通信號燈和大面積顯示屏等領(lǐng)域。1993 年，日亞化學(xué)的中村修二發(fā)明了藍(lán)光 LED，這一發(fā)明具有劃時代的意義。藍(lán)光 LED 與紅光、綠光 LED 結(jié)合，能夠產(chǎn)生白色的光，從而推動了 LED 在照明領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。2014 年，中村修二等人憑借這一發(fā)明獲得了諾貝爾物理學(xué)獎，這不僅是對他們在 LED 領(lǐng)域所做貢獻(xiàn)的高度認(rèn)可，也進(jìn)一步提升了 LED 技術(shù)在全球范圍內(nèi)的知名度和影響力。

芯片原理

LED 是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，其核心是一個半導(dǎo)體的晶片。晶片的一端附在一個支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，整個晶片通常被環(huán)氧樹脂封裝起來，這種封裝方式有助于保護(hù)晶片免受外界環(huán)境的影響。半導(dǎo)體晶片由 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體兩部分組成，形成一個 “P-N 結(jié)”。

當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于晶片時，N 型半導(dǎo)體中的電子被推向 P 區(qū)，在 P 區(qū)里電子與空穴復(fù)合，以光子的形式發(fā)出能量，從而產(chǎn)生光。光的波長即光的顏色是由形成 P-N 結(jié)的材料決定的，不同的材料組合可以產(chǎn)生不同波長的光，從而實現(xiàn)多種顏色的發(fā)光效果。

芯片分類

從尺寸角度來看，LED 芯片可分為大尺寸芯片和小尺寸芯片，一般以 40mil 為界。大于等于 40mil 的為大尺寸芯片，這類芯片通常具有更高的功率和亮度，因此主要用于高功率、高亮度的照明和顯示應(yīng)用，例如在大型戶外顯示屏、汽車大燈等對亮度要求極高的場景中發(fā)揮著重要作用。而小于 40mil 的為小尺寸芯片，它們適用于普通照明、顯示等領(lǐng)域，如常見的室內(nèi)照明燈具、小型電子設(shè)備的顯示屏等，這些場景對芯片的尺寸和功率要求相對較低，但對成本和集成度有更高的要求。

從功能和結(jié)構(gòu)劃分，常見的有 MB 芯片、GB 芯片、TS 芯片、AS 芯片等。以 MB 芯片為例，它采用高散熱系數(shù)的 Si 作為襯底，通過金屬層接合磊晶層和襯底，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計使其具有良好的散熱性能和光度提升效果，能夠有效應(yīng)對高驅(qū)動電流工作時產(chǎn)生的熱量問題，因此適用于高驅(qū)動電流領(lǐng)域，如一些對電流承載能力要求較高的特殊照明或顯示設(shè)備。

AEC - Q102 認(rèn)證及測試項目

AEC - Q102 標(biāo)準(zhǔn)在汽車電子領(lǐng)域具有極其重要的地位，它適用于汽車電子所有內(nèi)外使用的分立光電半導(dǎo)體元器件。涵蓋的產(chǎn)品種類豐富多樣，主要包括車用 LED、激光組件、激光元件、光電二極管、光電晶體管、發(fā)光二極管、光導(dǎo)管、光電池、光電三極管、熱敏電阻、溫差發(fā)電器、溫差電致冷器、光敏電阻、紅外光源、光電耦合器、發(fā)光數(shù)字管，以及使用光電功能和其他組件的多芯片模塊等。這些產(chǎn)品在汽車的照明系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)等多個關(guān)鍵部位都有廣泛應(yīng)用，其質(zhì)量和可靠性直接關(guān)系到汽車的安全性和性能表現(xiàn)。測試項目有：

預(yù)處理（A1）：對產(chǎn)品施加高溫、高濕等應(yīng)力，模擬器件在實際使用過程中可能經(jīng)歷的環(huán)境條件，如汽車在高溫高濕的熱帶地區(qū)行駛時所面臨的環(huán)境挑戰(zhàn)，從而評估其在長期工作前的穩(wěn)定性和可靠性。

高溫高濕工作壽命（A2a、A2b）：在高溫高濕環(huán)境下，對 LED 和激光器件等施加工作電流或電壓，持續(xù)一定時間，測試其光電參數(shù)的變化。例如，觀察 LED 在這種惡劣環(huán)境下是否會出現(xiàn)亮度下降、色溫漂移等現(xiàn)象，以驗證器件在惡劣環(huán)境下的工作壽命和穩(wěn)定性。金鑒實驗室在進(jìn)行試驗時，嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)操作，確保每一個測試環(huán)節(jié)都精準(zhǔn)無誤地符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

高濕高溫反向偏壓（A2c）：主要是針對光電二極管和光電晶體管等器件，在高濕高溫條件下施加反向偏壓，觀察器件是否出現(xiàn)漏電流增大、擊穿等異?，F(xiàn)象。這對于評估其在高濕度環(huán)境中的可靠性至關(guān)重要，因為一旦出現(xiàn)漏電流過大或擊穿等問題，可能會導(dǎo)致整個汽車電子系統(tǒng)的故障。

功率溫度循環(huán)（A3a）：對 LED 和激光器件等進(jìn)行功率溫度循環(huán)測試，即在一定的溫度范圍內(nèi)，周期性地改變器件的工作功率和溫度。這種測試模擬器件在實際使用中因工作狀態(tài)變化而導(dǎo)致的溫度循環(huán)，例如汽車在行駛過程中啟停、加速減速等操作引起的器件工作狀態(tài)變化，檢測其在溫度變化下的性能穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)完整性。

高溫工作壽命（B1a、B1b）：在高溫環(huán)境下，對 LED 和激光器件施加工作電流，持續(xù)一定時間，考察器件在高溫下的光衰、波長漂移等性能變化。這對于確定其在高溫條件下的工作壽命和可靠性非常關(guān)鍵，因為汽車在高溫環(huán)境下行駛時，如在炎熱的夏季長時間行駛，車內(nèi)的電子器件會受到高溫的持續(xù)影響。

低溫工作壽命（B2）：主要針對激光器件，將其放置在低溫環(huán)境中，施加工作電流，進(jìn)行長時間工作測試，以評估器件在低溫下的啟動特性、光功率變化等性能指標(biāo)。這在汽車冬季低溫啟動時尤為重要，確保激光器件能夠在低溫環(huán)境下正常工作，為汽車的照明和傳感器系統(tǒng)提供穩(wěn)定的光源。

脈沖壽命（B3）：對 LED 和激光器件施加脈沖電流或電壓，模擬器件在實際應(yīng)用中可能遇到的脈沖工作模式，通過多次脈沖循環(huán)，檢測器件的損傷閾值和性能穩(wěn)定性。例如，汽車的轉(zhuǎn)向燈、剎車燈等通常是以脈沖形式工作，這項測試能夠確保這些器件在脈沖工作模式下不會因頻繁的電流或電壓變化而損壞。

物理尺寸（C2）：使用顯微鏡、卡尺等工具測量光電器件的幾何尺寸，如芯片尺寸、引線間距、封裝尺寸等，確保其符合設(shè)計規(guī)格和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這對于保證器件的可裝配性和兼容性至關(guān)重要，因為汽車電子系統(tǒng)中各個部件之間的尺寸配合精度要求極高，任何尺寸偏差都可能導(dǎo)致裝配困難或無法正常工作。

引線拉力（C3）：采用專用的拉力測試設(shè)備，對有金線封裝結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品施加拉力，測量引線的拉力值，評估引線與芯片或封裝體之間的結(jié)合強(qiáng)度。這是為了防止引線在汽車行駛過程中因振動等外力作用而出現(xiàn)斷裂或脫落，從而保證器件的電氣連接穩(wěn)定性。

芯片剪切力（C5）：使用芯片剪切力測試儀，對有芯片的產(chǎn)品施加剪切力，測量芯片與襯底或封裝體之間的剪切強(qiáng)度，確保芯片安裝牢固，避免因芯片松動而導(dǎo)致器件失效。這對于汽車電子器件在長期使用過程中的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要，因為一旦芯片松動，可能會導(dǎo)致器件性能下降甚至完全失效。