(1)外延芯片的失效

　　影響外延芯片性能及質量的，主要是與外延層特別是P-n結部分的位錯和缺陷的數目和分布情況，金屬與半導體接觸層質量，以及外延層及芯片表面和周邊沾污引起離子數目及狀況有關。芯片在加熱加電條件下，會逐步引起位錯、缺陷、表面和周邊產生電漂移及離子熱擴散，使芯片失效，正是上面所說的本質失效。要提高外延芯片可靠性指標，從根本上要降低外延生長過程中產生的位錯和缺陷以及外延層表面和周邊的沾污，提高金屬與半導體接觸質量，從而提高工作壽命的時間。目前有報道，對裸芯片作加速壽命試驗，并進行推算，一般壽命達10萬小時以上，甚至幾十萬小時。

　　(2)器件封裝的失效

　　有報道稱：LED器件失效大約70%以上是由封裝引起，所以封裝技術對LED器件來說是關鍵技術。有關LED器件封裝技術在文章[3]、[4]中有詳細論述，所以在此不作介紹，只簡要分析有關LED器件封裝的可靠性問題。LED封裝引起的失效是從屬失效，其原因很復雜，主要來源有三部分：

　　其一，封裝材料不佳引起，如環氧、硅膠、熒光粉、基座、導電膠、固晶材料等。

　　其二，封裝結構設計不合理，如材料不匹配、產生應力、引起斷裂、開路等。

　　其三，封裝工藝不合適，如裝片、壓焊、點膠工藝、固化溫度及時間等。

　　為提高器件封裝可靠性，首先在原材料選用方面要嚴格控制材料的質量，在封裝結構上除了考慮出光效率和散熱外，還要考慮多種材料結合在一起時的熱漲匹配問題。在封裝工藝上，要嚴格控制每道工序的工藝流程，盡量采用自動化設備、確保工藝的一致性及重復性，保障LED器件性能和可靠性指標。

　　3. LED驅動電源模塊

　　現階段國內LED驅動電源有較多質量問題，據報道，LED燈具失效，約70%以上是由驅動電源引起，這個問題應引起行內業者的重視。首先來分析電源模塊功能，一般由四部分組成：

　　電源變換：高壓變低壓、交流變直流、穩壓、穩流。

　　驅動電路：分立器件或集成電路能輸出較大功率組成的電路。

　　控制電路：控制光通量、光色調、定時開關及智能控制等。

　　保護電路：保護電路內容太多，如過壓保護、過熱保護、短路保護、輸出開路保護、低壓鎖存、抑制電磁干擾、傳導噪聲、防靜電、防雷擊、防浪涌、防諧波振蕩等。

　　作為LED驅動模塊的功能，電源變換和驅動電路一定要有，控制電路要看實際需求而定，保護電路要根據實際產品可靠性的需要來確定，采取保護電路，需要增加費用，這與電源的成本是矛盾的。有報道稱，如果電源成本每瓦平均2~3元，其性價比還是較高。如何提高驅動電源模塊質量，確保LED燈具的可靠性，原則上應采取以下幾點措施：

　　其一，電源模塊必須選用品質好的電子元器件。

　　其二，整體線路設計合理，包含電源變換、驅動電路、控制電路和保護電路。

　　其三，選用合適的保護電路，既可保護模塊性能質量，又不增加太多的成本。

　　根據現有電源驅動模塊的質量水平，要確保LED燈具壽命達到3.5萬小時，其難度是很大的。

　　4.散熱問題

　　LED照明燈具的可靠性(壽命)很大程度上取決于散熱水平，所以提高散熱水平是關鍵技術之一。主要是解決芯片產生多余熱量通過熱沉、散熱體傳出去，這是個很復雜的技術問題。下面將分別敘述：

　　(1)功率LED定義

　　哪些LED需要考慮散熱問題，功率LED需要散熱。功率LED是指工作電流在100mA以上的發光二極管。是我國行標參照美國ASSIST聯盟定義的，按現有二種LED的正向電壓典型值2.1V及3.3V，即輸入功率在210mw及330mw以上的LED均為功率LED，都需要考慮器件熱散問題，有些人可能有不同看法，但實踐證明，要提高功率LED的可靠性(壽命)，就要考慮功率LED的散熱問題。

　　(2)散熱有關參數

　　與LED散熱有關的主要參數有熱阻、結溫和溫升等。

　　a.熱阻

　　熱阻是指器件的有效溫度與外部規定參考點溫度之差除以器件中的穩態功率耗散所得的商。它是表示器件散熱程度的最重要參數。目前散熱較好的功率LED熱阻≤10℃/W，國內報道最好的熱阻≤5℃/W，國外可達熱阻≤3℃/W，如做到這個水平可確保功率LED的壽命。

　　b.結溫

　　結溫是指LED器件中主要發熱部分的半導體結的溫度。它是體現LED器件在工作條件下，能否承受的溫度值。為此美國SSL計劃制定提高耐熱性目標。(編輯：ZQY)