一、可靠性理論基礎
1. 可靠度：
如果有n個led產品從開始工作到t時刻的失效數為n(t)，當n足夠大時，產品在t時刻的可靠度可近似表示為：
隨時間的不斷增長，將不斷下降。它是介於1與0之間的數，即 。
2. 累積失效概率：
表示發光二極體在規定條件下工作到t這段時間內的失效概率，用f(t)表示，又稱為失效分布函式。
如果n個led產品從開始工作到t時刻的失效數為n(t)，則當n足夠大時，產品在該時刻的累積失效概率可近似表示為：
3. 失效分布密度：
表示規定條件下工作的發光二極體在t時刻的失效概率。失效分布函式的導函式稱為失效分布密度，其表示式如下：
早期失效期；
偶然失效期(或穩定使用期) ；
耗損失效期。
二、壽命
老化：led發光亮度隨著長時間工作而出現光強或光亮度衰減現象。器件老化程度與外加恆流源的大小有關，可描述為：
bt為t時間後的亮度，b0為初始亮度。通常把亮度降到bt=0.5b0所經歷的時間t稱為二極體的壽命。
1. 平均壽命
如果已知總體的失效分布密度f（t），則可得到總體平均壽命的表示式如下：
2. 可靠壽命
可靠壽命tr是指一批led產品的可靠度下降到r時，所經歷的工作時間。tr可由r（tr）=r求解，假如該產品的失效分布屬指數分布規律，則：
即可求得tr如下:
3. 中位壽命
中位壽命t0.5指產品的可靠度r(t)降為50%時的可靠壽命，即：對於指數分布情況，可得：
二、led壽命測試方法
led壽命加速試驗的目的概括起來有：
在較短時間內用較少的led估計高可靠led的可靠性水平
運用外推的方法快速**led在正常條件下的可靠度；
在較短時間內提供試驗結果，檢驗工藝；
在較短時間內暴露led的失效型別及形式，便於對失效機理進行研究，找出失效原因；
淘汰早期失效產品，測定元led的極限使用條件
1. 溫度加速壽命測試法
由於通常led壽命達到10萬小時左右，因此要測得其常溫下的壽命時間太長，因此採用加速壽命的方法。
根據高溫加速壽命得的結果外推其他溫度下的壽命。led溫度加速老化壽命測試原理是基於arrhenius 模型。
利用該模型可以發現由溫度應力決定的反應速度的依賴關係，即
式中l為壽命，ea為啟用能，a為常數，k為玻爾茲曼常數，t為熱力學溫度。
因此測試溫度應有兩個，即還需測得另乙個溫度t2下器件壽命為l2。可以求得啟用能ea。樣便可以求得溫度t1對某溫度t3下的加速係數k3 : 。有：
可見實驗需要測得同一批器件在兩個不同溫度下的壽命，然後推得其他溫度下的壽命。
這就要求被測器件的數量應足夠多，才能避免個性影響，而得到共性，即得到統計壽命值才真實。
led從正常狀態進入劣化狀態的過程中，存在能量勢壘，躍過這個勢壘所需要的能量必須由外部供給，這個能量勢壘就稱為啟用能。
可以看出，啟用能越大曲線傾斜越大，與溫度關係越密切，加速係數越大，溫度越高加速係數越大。
由於器件向失效發展的機理不同，其能量勢壘的高度也不同，所以其啟用能量值ea也不一樣，就像其它半導體器件一樣，根據啟用能量值ea推出失效機理，據此改進器件設計和生產工藝。某一批次器件的ea可看出近似相同。
2.電流加速壽命測試法
從圖中可以看到，當驅動電流較小時，在老化的初始階段衰減幅度較小。
當相對光功率衰減到p/p0<0.8~0.9以後，相對光輸出功率與老化時間之間滿足關係式: （1）
其中α是擬合直線的斜率，它與驅動電流無關是乙個常數為0.27，將t0定義為p/p0=1時的點，它是與電流強度的大小有關，可表示為：
(2)將（1）式進行適當的變換可以得到：（3）
聯立 (2)、(3) 就可以計算出輸出功率衰減到一半時(即p/p0=0.5)的壽命: （4）if驅動電流強度，單位為ma；tf為老化時間，單位為小時。
以40ma為例，利用公式通過測量驅動電流為40ma時的壽命來推導led在驅動電流為20ma時的壽命。
假設我們己經測得測量驅動電流為40ma時的壽命為，則驅動電流為20ma時的壽命為:
也就是說，驅動電流為20ma時的壽命為驅動電流為40ma時的壽命的6.498倍。
3. 普通條件外推法
當led通過一定的電流時，認為它的光強隨時間的衰減滿足一定的指數關係，如下圖所示。
其中bt為老化t小時後的亮度，b0為led的初始亮度，而τ為與led和電流值有關的常數。
通常把亮度降到bt=0.5b0所經歷的時間t稱為led的壽命。測定t要花很長的時間，通常以推算求得壽命。
在實際的測量過程中，給led通額定工作電流20ma恆流源，點燃t1小時(其中t1一般為1000-10000小時之間)。
先後測得bt，b0，將這些資料代入
就可以求得常數τ，再把bt=0.5b0 ，這樣就可以求得壽命t。
造成功率led光衰的應力主要來自於結溫的影響，因此對白光led壽命的測試採用溫度作為恆定加速應力比較合適。
失效判據
考慮到白光功率led光通量的衰減，乙個白光功率led照明光源的有效壽命可以採用兩種判據：
一種是在25℃的環境溫度時光通量衰減到初始值的50％ 的工作時間；
另一種是在同樣工作條件下光通量衰減到初始值70％的工作時間。
3. 加速試驗應力摸底
烘箱恆定溫度ta分別為85℃、125℃、150℃、165℃、175℃、185℃。恆定時間96小時取出樣管。恢復1小時，再逐支測led的光通量。
摸底試驗結果表明：在125℃以下光通量在有限的時間內幾乎沒有變化，從150℃開始略有變化。直至185℃下出現有1支樣品管光衰較大。
由此選定165℃和175℃、185℃、350ma、96-180小時作為恆定加速應力的試驗條件。
4. 實驗資料處理
由阿崙尼斯模型給出計算不同結溫的期望工作壽命和啟用能的公式：(1)
p0為初始光通量；p為加溫加電後的光通量；β為某一溫度下的衰退係數：t為某一溫度下的加電工作時間；
由阿崙尼斯模型給出計算不同結溫的期望工作壽命和啟用能的公式： (2)
β0為常數；ea為啟用能；k為波耳茲曼常數；if為工作電流；tj為結溫；結溫可按公式（3）求得：
（3） tc為殼溫；vf為正向電壓；rj-c為結到殼的熱阻。
1. led的失效類別：
根據阿崙尼斯模型給出計算不同結溫的期望工作壽命和啟用
能的公式
p=p0exp(-βt)
β=β0ifexp(-ea/ktj)
式中： p0 為初始光通量; p 為加溫加電後的光通量;β 為某一溫度下的
衰減係數; t為某一溫度下的加電工作時間;β0為常數; ea為啟用能;k為波耳茲曼
常數(8 62×10 5ev);if 為工作電流;tj為結溫;而
tj=tc+vf*if*rj-c
式中：tc 為 dua的外殼溫度;vf 為正向電壓;rj-c 為晶元結到殼的熱阻
[3]。
產品可靠性試驗規範
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鋁電解電容可靠性 壽命估算
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