[發(fā)明專利]一種基于灰色系統(tǒng)理論LED芯片熱振加速壽命預(yù)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910163852.5
• 申請(qǐng)日: 2019-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110045257A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊平;普晶晶;李東波;楊兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/26
• 分類號(hào): G01R31/26;G06F17/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于灰色系統(tǒng)理論LED芯片熱振加速壽命預(yù)測(cè)方法，首先通過(guò)對(duì)LED芯片施加不同加載模式下的加速應(yīng)力，采集不同加速應(yīng)力下的壽命實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)，然后運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行灰處理，獲得灰色分析數(shù)據(jù)，并構(gòu)建灰色系統(tǒng)理論預(yù)測(cè)模型，最后對(duì)所建灰色系統(tǒng)理論模型進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析。與現(xiàn)有技術(shù)相比，灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型不用考慮溫振相互作用關(guān)系及物理失效規(guī)律相關(guān)的統(tǒng)計(jì)模型，可獲得高效、準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)與評(píng)估。本發(fā)明能夠通過(guò)加速應(yīng)力下的原始?jí)勖鼣?shù)據(jù)，通過(guò)灰色系統(tǒng)理論的數(shù)列預(yù)測(cè)，來(lái)預(yù)估正常工作時(shí)熱和振動(dòng)雙應(yīng)力下LED芯片的壽命，預(yù)測(cè)結(jié)果更接近工程實(shí)際，可為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)高性能、高穩(wěn)定性LED芯片提供科學(xué)數(shù)據(jù)理論參考依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于灰色系統(tǒng)理論LED芯片熱振加速壽命預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

LED是現(xiàn)代發(fā)明并集環(huán)保、使用時(shí)間長(zhǎng)、光效高等眾多優(yōu)點(diǎn)于一身的第四代照明技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用于生活、生產(chǎn)的各個(gè)方面，LED產(chǎn)品的工作環(huán)境十分復(fù)雜，涉及到熱、振動(dòng)、濕氣、揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)、鹽霧等，前人大多研究的是熱、電流、電壓、濕度對(duì)LED可靠性的影響，鮮有人研究振動(dòng)對(duì)LED芯片可靠性的影響，對(duì)于電子元器件，環(huán)境因素對(duì)可靠性影響的比重，熱比重占將近50％，振動(dòng)占25％，因此尋找一種小數(shù)據(jù)、高效、準(zhǔn)確的LED芯片熱振加速壽命預(yù)測(cè)與評(píng)估方法很有必要。

加速壽命試驗(yàn)是使用與可靠性(或壽命)有關(guān)的模型，通過(guò)比正常使用時(shí)所預(yù)期的更高的應(yīng)力條件下的試驗(yàn)來(lái)度量可靠性，以確定壽命多長(zhǎng)。加速壽命試驗(yàn)采用加速應(yīng)力進(jìn)行試件的壽命試驗(yàn)，從而縮短了試驗(yàn)時(shí)間、提高了試驗(yàn)效率、降低試驗(yàn)成本，其研究使高可靠、長(zhǎng)壽命產(chǎn)品的可靠性評(píng)定成為可能。按照試驗(yàn)應(yīng)力的加載方式，加速壽命試驗(yàn)通常分為恒定應(yīng)力試驗(yàn)、步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)和序進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)，其中恒定應(yīng)力試驗(yàn)是以恒定的加速應(yīng)力對(duì)樣品進(jìn)行試驗(yàn)。

加速壽命模型是利用加速壽命試驗(yàn)信息外推產(chǎn)品在正常應(yīng)力水平下的各種可靠性特征的關(guān)鍵，加速應(yīng)力對(duì)各種失效模式的加速機(jī)理和加速效果是不同的，常用的加速壽命模型有以溫度為加速應(yīng)力的Arrhenius(阿倫尼烏斯)模型，以機(jī)械應(yīng)力或電應(yīng)力作為加速應(yīng)力的逆冪律模型，以溫度和電應(yīng)力的雙應(yīng)力作為加速應(yīng)力的艾林模型，這些模型僅適用于與物理模型相一致的加速實(shí)驗(yàn)場(chǎng)合，有一定局限性。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于灰色系統(tǒng)理論LED芯片熱振加速壽命預(yù)測(cè)方法，尤其涉及一種熱和振動(dòng)雙應(yīng)力加載下的可靠性壽命分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)中所獲得的量綱和時(shí)間長(zhǎng)度均不相等的原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立一個(gè)基于概率統(tǒng)計(jì)的隨機(jī)過(guò)程。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括以下步驟：

一種基于灰色理論的LED芯片熱振加速壽命預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟(1)，通過(guò)對(duì)LED芯片施加不同加載模式下的加速應(yīng)力，采集不同加速應(yīng)力下的壽命實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)；

步驟(2)，運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行灰處理，獲得灰色系統(tǒng)理論分析數(shù)據(jù)，并構(gòu)建灰色系統(tǒng)理論預(yù)測(cè)模型；

步驟(3)，對(duì)構(gòu)建好的灰色系統(tǒng)理論模型進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析。

進(jìn)一步，所述不同加載模式包括振動(dòng)加載、溫度加載、振動(dòng)和溫度共同加載；所述加載模式中的加載應(yīng)力采用由高到低的遞減加載方式；所述加載應(yīng)力的個(gè)數(shù)m≥4。

進(jìn)一步，所述步驟(2)中對(duì)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行灰處理具體為：累加生成和建立灰色GM(1，1)模型；所述灰色GM(1，1)模型需要進(jìn)行誤差分析，誤差分析后進(jìn)行殘差模型修正。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后具有的優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明針對(duì)LED芯片在雙應(yīng)力熱-振動(dòng)加載下的加速壽命試驗(yàn)，不同于其他的溫度濕度加載、溫度電壓加載等，此應(yīng)力加載方法更準(zhǔn)確的模擬了芯片的復(fù)雜環(huán)境下的可靠性，為一些需要考慮到振動(dòng)環(huán)境因素的特殊照明也提供了壽命預(yù)測(cè)參考依據(jù)。