《發(fā)光二極管模塊熱特性瞬態(tài)測(cè)試方法GBT+38621-2020》詳細(xì)解讀

《發(fā)光二極管模塊熱特性瞬態(tài)測(cè)試方法GB/T38621-2020》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語(yǔ)和定義4原理5一般要求6測(cè)試步驟contents目錄7結(jié)果分析及計(jì)算8測(cè)試報(bào)告附錄A(資料性附錄)相關(guān)測(cè)試結(jié)果分析示例附錄B(規(guī)范性附錄)相對(duì)熱特性瞬態(tài)測(cè)試方法參考文獻(xiàn)011范圍適用對(duì)象該標(biāo)準(zhǔn)適用于單個(gè)、多個(gè)LED芯片或器件封裝而成的模塊熱特性測(cè)量。這些模塊在照明、顯示、背光等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，熱特性的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)于評(píng)估其性能和可靠性至關(guān)重要。該標(biāo)準(zhǔn)還適用于LED芯片或器件和其他微電子器件構(gòu)成的模塊熱特性測(cè)量。這類(lèi)模塊在復(fù)雜電子系統(tǒng)中扮演著重要角色，其熱特性對(duì)系統(tǒng)整體性能和穩(wěn)定性具有顯著影響。其他多芯片或器件封裝而成的模塊熱特性測(cè)量也可參考該標(biāo)準(zhǔn)。這意味著該標(biāo)準(zhǔn)不僅具有針對(duì)性，還具備一定的普適性，可以為其他類(lèi)型模塊的熱特性測(cè)量提供有益的參考。參考范圍通過(guò)規(guī)范測(cè)試方法，該標(biāo)準(zhǔn)為L(zhǎng)ED模塊熱特性的測(cè)量提供了統(tǒng)一的操作指南，有助于提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性。這對(duì)于推動(dòng)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、提升產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。標(biāo)準(zhǔn)意義022規(guī)范性引用文件引用文件涉及發(fā)光二極管模塊的基本性能、測(cè)試方法、安全要求等方面。通過(guò)引用這些文件，本標(biāo)準(zhǔn)得以在更廣泛的領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用和推廣。本標(biāo)準(zhǔn)在編寫(xiě)過(guò)程中引用了多個(gè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以確保內(nèi)容的準(zhǔn)確性和權(quán)威性。引用文件概述規(guī)定了LED的基本性能參數(shù)和測(cè)試方法，為瞬態(tài)熱特性測(cè)試提供了基礎(chǔ)?！栋l(fā)光二極管（LED）性能和測(cè)試方法》提供了電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)的基本原則和方法，對(duì)理解LED模塊熱特性具有重要意義?！峨娮釉O(shè)備可靠性熱設(shè)計(jì)手冊(cè)》涵蓋了半導(dǎo)體器件在各種環(huán)境條件下的試驗(yàn)方法，為L(zhǎng)ED模塊瞬態(tài)熱特性測(cè)試提供了參考?！栋雽?dǎo)體器件機(jī)械和氣候試驗(yàn)方法》主要引用文件通過(guò)引用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保本標(biāo)準(zhǔn)在術(shù)語(yǔ)定義、測(cè)試方法等方面與其他標(biāo)準(zhǔn)保持一致。確保標(biāo)準(zhǔn)的一致性和連貫性引用文件中包含的具體測(cè)試步驟和方法，使得本標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際操作中更具可行性。提高標(biāo)準(zhǔn)的可操作性隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，引用文件會(huì)進(jìn)行更新和修訂，從而推動(dòng)本標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善和發(fā)展。促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的更新與完善引用文件的作用010203033術(shù)語(yǔ)和定義術(shù)語(yǔ)解釋發(fā)光二極管（LED）是一種能將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體器件，具有發(fā)光效率高、耗電少、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。LED模塊指由單個(gè)或多個(gè)LED芯片或器件封裝而成的模塊，用于實(shí)現(xiàn)特定的光學(xué)和電氣性能。熱特性指LED模塊在工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量及其相關(guān)的性能參數(shù)，如熱阻、結(jié)溫等。瞬態(tài)測(cè)試指在短時(shí)間內(nèi)對(duì)LED模塊的熱特性進(jìn)行快速測(cè)量和分析的方法。對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)中未明確解釋的術(shù)語(yǔ)，可參照相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)文獻(xiàn)進(jìn)行補(bǔ)充了解。本標(biāo)準(zhǔn)所定義的術(shù)語(yǔ)和定義僅適用于《發(fā)光二極管模塊熱特性瞬態(tài)測(cè)試方法GB/T38621-2020》中所涉及的相關(guān)概念和測(cè)試方法。術(shù)語(yǔ)和定義的解釋?xiě)?yīng)基于本標(biāo)準(zhǔn)的上下文和實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行理解。定義范圍010203044原理測(cè)試方法基礎(chǔ)該標(biāo)準(zhǔn)基于熱阻抗理論，通過(guò)測(cè)量LED模塊在瞬態(tài)條件下的熱響應(yīng)，來(lái)評(píng)估其熱特性。測(cè)試中采用特定的熱源和溫度傳感器，以精確控制和監(jiān)測(cè)LED模塊的工作溫度和熱流量。測(cè)試原理詳解010203在LED模塊正常工作時(shí)，通過(guò)施加一個(gè)短時(shí)的電功率脈沖，使其產(chǎn)生瞬態(tài)溫度變化。通過(guò)測(cè)量LED模塊在電功率脈沖作用下的溫度變化曲線(xiàn)，可以計(jì)算出其熱阻抗、熱容等關(guān)鍵熱特性參數(shù)。這些參數(shù)有助于了解LED模塊在實(shí)際應(yīng)用中的散熱性能，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。該測(cè)試方法遵循了國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）關(guān)于LED模塊熱特性測(cè)試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。測(cè)試方法的科學(xué)性通過(guò)采用精確的測(cè)試設(shè)備和嚴(yán)格的測(cè)試步驟，確保了測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。該測(cè)試方法不僅適用于單個(gè)LED芯片或器件，還可擴(kuò)展應(yīng)用于多芯片或器件封裝而成的模塊，具有廣泛的適用性。055一般要求溫度應(yīng)確保測(cè)試環(huán)境溫度穩(wěn)定，在規(guī)定的范圍內(nèi)進(jìn)行，以防止溫度對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響。濕度應(yīng)控制測(cè)試環(huán)境的濕度，以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。過(guò)于潮濕或干燥的環(huán)境都可能對(duì)測(cè)試結(jié)果造成誤差。噪聲與振動(dòng)應(yīng)盡量減少測(cè)試環(huán)境中的噪聲與振動(dòng)干擾，以保證測(cè)試設(shè)備的穩(wěn)定性和測(cè)試結(jié)果的可靠性。5.1測(cè)試環(huán)境條件測(cè)試設(shè)備測(cè)試設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行校準(zhǔn)與檢定，確保其處于良好的工作狀態(tài)，并符合相關(guān)計(jì)量法規(guī)的要求。校準(zhǔn)與檢定工具與輔助材料應(yīng)選用適當(dāng)?shù)墓ぞ吆洼o助材料進(jìn)行測(cè)試操作，以確保測(cè)試的順利進(jìn)行并避免對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生不良影響。應(yīng)選用符合標(biāo)準(zhǔn)要求的測(cè)試設(shè)備，具備相應(yīng)的精度和穩(wěn)定性，以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。5.2測(cè)試設(shè)備與工具樣品預(yù)處理在進(jìn)行測(cè)試前，應(yīng)對(duì)樣品進(jìn)行必要的預(yù)處理（如老化、穩(wěn)定化等），以消除其初始狀態(tài)對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。樣品選擇應(yīng)選取具有代表性的發(fā)光二極管模塊作為測(cè)試樣品，確保其能夠反映同類(lèi)產(chǎn)品的熱特性。樣品數(shù)量與狀態(tài)應(yīng)確保測(cè)試樣品數(shù)量充足且處于良好的工作狀態(tài)，以滿(mǎn)足重復(fù)測(cè)試和對(duì)比分析的需要。5.3測(cè)試樣品要求測(cè)試人員應(yīng)具備相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)資質(zhì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能夠熟練掌握測(cè)試方法并準(zhǔn)確判斷測(cè)試結(jié)果。資質(zhì)與能力應(yīng)定期對(duì)測(cè)試人員進(jìn)行培訓(xùn)和考核，確保其具備持續(xù)勝任測(cè)試工作的能力。同時(shí)，應(yīng)鼓勵(lì)測(cè)試人員積極參加行業(yè)交流和技術(shù)研討活動(dòng)，不斷提高自身的專(zhuān)業(yè)水平。培訓(xùn)與考核5.4測(cè)試人員要求066測(cè)試步驟確定測(cè)試目的和測(cè)試需求，明確測(cè)試樣品類(lèi)型和數(shù)量。準(zhǔn)備測(cè)試設(shè)備，包括熱特性測(cè)試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集裝置、溫度傳感器等。檢查測(cè)試環(huán)境，確保溫度、濕度、電源等條件符合測(cè)試要求。對(duì)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。6.1準(zhǔn)備工作對(duì)樣品進(jìn)行初步調(diào)試，檢查其發(fā)光狀態(tài)及穩(wěn)定性。根據(jù)測(cè)試需求設(shè)置合適的測(cè)試參數(shù)，如采樣頻率、測(cè)試時(shí)間等。按照測(cè)試要求安裝樣品，確保樣品與測(cè)試設(shè)備連接良好。6.2樣品安裝與調(diào)試6.3瞬態(tài)測(cè)試過(guò)程啟動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，開(kāi)始瞬態(tài)測(cè)試。01實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄樣品在瞬態(tài)過(guò)程中的溫度變化數(shù)據(jù)。02觀(guān)察并記錄樣品在溫度變化過(guò)程中的發(fā)光狀態(tài)變化。03如遇異常情況，立即停止測(cè)試并排查原因。04010203對(duì)采集到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取關(guān)鍵參數(shù)如溫度峰值、達(dá)到峰值時(shí)間等。結(jié)合樣品的發(fā)光狀態(tài)變化數(shù)據(jù)，分析溫度對(duì)發(fā)光性能的影響。對(duì)比不同樣品或不同條件下的測(cè)試數(shù)據(jù)，評(píng)估樣品的熱特性?xún)?yōu)劣。6.4數(shù)據(jù)處理與分析6.5測(cè)試報(bào)告撰寫(xiě)整理測(cè)試數(shù)據(jù)，撰寫(xiě)詳細(xì)的測(cè)試報(bào)告。在報(bào)告中客觀(guān)描述測(cè)試過(guò)程、方法、結(jié)果及結(jié)論。對(duì)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題提出改進(jìn)建議或措施。將測(cè)試報(bào)告提交給相關(guān)部門(mén)或人員供其參考和使用。077結(jié)果分析及計(jì)算數(shù)據(jù)完整性檢查確保測(cè)試過(guò)程中收集的數(shù)據(jù)完整，無(wú)遺漏或異常值，以保證后續(xù)分析的準(zhǔn)確性。瞬態(tài)熱特性分析穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)對(duì)比7.1結(jié)果分析根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，分析發(fā)光二極管模塊在瞬態(tài)過(guò)程中的熱特性，包括溫度變化速率、熱阻等關(guān)鍵參數(shù)。將瞬態(tài)測(cè)試結(jié)果與穩(wěn)態(tài)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以評(píng)估模塊在不同工作狀態(tài)下的熱性能差異。為減小測(cè)試過(guò)程中隨機(jī)誤差的影響，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，以提高數(shù)據(jù)的可靠性。數(shù)據(jù)平滑處理識(shí)別并剔除由于測(cè)試條件異?；蛟O(shè)備故障導(dǎo)致的異常數(shù)據(jù)，確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。異常值剔除為便于不同模塊之間的性能比較，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，以消除量綱和數(shù)量級(jí)的影響。數(shù)據(jù)歸一化處理7.2數(shù)據(jù)處理瞬態(tài)熱阻計(jì)算根據(jù)瞬態(tài)測(cè)試過(guò)程中的溫度變化和功率輸入數(shù)據(jù)，計(jì)算發(fā)光二極管模塊的瞬態(tài)熱阻。性能指標(biāo)評(píng)估結(jié)合測(cè)試結(jié)果，評(píng)估發(fā)光二極管模塊的熱性能指標(biāo)，如散熱效率、熱穩(wěn)定性等。不確定性分析對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行不確定性分析，以評(píng)估測(cè)試結(jié)果的可靠性和置信度。0302017.3結(jié)果計(jì)算088測(cè)試報(bào)告報(bào)告應(yīng)包含完整的測(cè)試環(huán)境描述，包括測(cè)試設(shè)備、測(cè)試條件及測(cè)試過(guò)程中可能出現(xiàn)的影響因素。報(bào)告必須提供準(zhǔn)確且全面的測(cè)試結(jié)果，包括各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)及其分析，以便評(píng)估發(fā)光二極管模塊的熱特性。報(bào)告應(yīng)詳細(xì)記錄測(cè)試步驟，包括測(cè)試前的準(zhǔn)備、測(cè)試過(guò)程中的操作以及測(cè)試結(jié)束后的數(shù)據(jù)處理。報(bào)告應(yīng)明確給出測(cè)試結(jié)論，指出模塊是否滿(mǎn)足相關(guān)熱特性要求，以及可能存在的改進(jìn)建議。測(cè)試報(bào)告內(nèi)容要求測(cè)試報(bào)告編寫(xiě)規(guī)范報(bào)告應(yīng)使用專(zhuān)業(yè)且清晰的語(yǔ)言表達(dá)，避免使用模糊或含糊不清的措辭。報(bào)告中的數(shù)據(jù)應(yīng)以表格或圖表的形式呈現(xiàn)，便于閱讀者直觀(guān)了解測(cè)試結(jié)果。報(bào)告應(yīng)按一定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行編寫(xiě)，包括封面、目錄、正文以及附錄等部分，以確保報(bào)告的完整性和條理性。報(bào)告在編寫(xiě)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)保密規(guī)定，確保測(cè)試數(shù)據(jù)和信息的安全。09附錄A(資料性附錄)相關(guān)測(cè)試結(jié)果分析示例測(cè)試對(duì)象測(cè)試條件根據(jù)曲線(xiàn)圖，可以分析出模塊的熱響應(yīng)時(shí)間、熱阻等關(guān)鍵熱特性參數(shù)，評(píng)估模塊的散熱性能。結(jié)果分析獲得模塊溫度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)圖，包括升溫曲線(xiàn)和降溫曲線(xiàn)測(cè)試結(jié)果按照GB/T38621-2020標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試步驟進(jìn)行測(cè)試步驟單芯片LED模塊環(huán)境溫度25℃，輸入電流100mA示例1示例2測(cè)試對(duì)象兩種不同結(jié)構(gòu)的多芯片LED模塊測(cè)試條件環(huán)境溫度25℃，輸入電流200mA測(cè)試步驟分別按照GB/T38621-2020標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試步驟對(duì)兩種模塊進(jìn)行測(cè)試測(cè)試結(jié)果獲得兩種模塊的溫度隨時(shí)間變化的對(duì)比曲線(xiàn)圖結(jié)果分析通過(guò)對(duì)比兩種模塊的熱響應(yīng)曲線(xiàn)，可以分析出不同結(jié)構(gòu)對(duì)模塊熱特性的影響，為優(yōu)化模塊設(shè)計(jì)提供參考。0102030405測(cè)試對(duì)象LED模塊與某微電子器件的組合體測(cè)試條件環(huán)境溫度35℃，輸入電流150mA測(cè)試步驟按照GB/T38621-2020標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試步驟對(duì)組合體進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)組件的溫度變化測(cè)試結(jié)果獲得組合體的整體溫度以及各個(gè)組件的溫度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)圖結(jié)果分析根據(jù)曲線(xiàn)圖，可以分析出組合體中各個(gè)組件之間的熱交互情況，評(píng)估組合體的整體熱性能，為優(yōu)化組合設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。示例3010203040510附錄B(規(guī)范性附錄)相對(duì)熱特性瞬態(tài)測(cè)試方法測(cè)試原理通過(guò)與其他相同或相似模塊的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較，可以評(píng)估出LED模塊的熱性能優(yōu)劣。該測(cè)試方法基于熱阻和熱容的概念，通過(guò)瞬態(tài)溫度變化來(lái)推算LED模塊的熱特性參數(shù)。相對(duì)熱特性瞬態(tài)測(cè)試是通過(guò)測(cè)量LED模塊在特定條件下的熱響應(yīng)，來(lái)評(píng)估其熱性能的方法。010203準(zhǔn)備測(cè)試樣品搭建測(cè)試系統(tǒng)采集測(cè)試過(guò)程中的溫度數(shù)據(jù)，利用專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行處理和分析，得出熱特性參數(shù)。數(shù)據(jù)采集與分析在設(shè)定的測(cè)試條件下，對(duì)LED模塊施加瞬態(tài)熱應(yīng)力，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其溫度變化。進(jìn)行瞬態(tài)測(cè)試確定測(cè)試過(guò)程中的環(huán)境溫度、工作電流等關(guān)鍵參數(shù)，以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。設(shè)定測(cè)試條件選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的LED模塊作為測(cè)試樣品，確保其處于良好的工作狀態(tài)。根據(jù)測(cè)試需求，搭建包括電源、溫控設(shè)備、數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)等在內(nèi)的完整測(cè)試系統(tǒng)。測(cè)試步驟根據(jù)采集的溫度數(shù)據(jù)，繪制LED模塊在瞬態(tài)熱應(yīng)力下的溫度響應(yīng)曲線(xiàn)。繪制溫度曲線(xiàn)結(jié)果分析及計(jì)算利用溫度曲線(xiàn)和相關(guān)公式，計(jì)算出LED模塊的熱阻和熱容等關(guān)鍵熱特性參數(shù)。計(jì)算熱阻與熱容將測(cè)試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值或其他相同或相似模塊的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，評(píng)估LED模塊的熱性能是否達(dá)標(biāo)。結(jié)果比對(duì)與評(píng)估在進(jìn)行瞬態(tài)測(cè)試前，應(yīng)確保測(cè)試系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，以避免測(cè)試誤差。數(shù)據(jù)采集時(shí)應(yīng)選擇合適的采樣頻率和精度，以準(zhǔn)確捕捉LED模塊在瞬態(tài)熱應(yīng)力下的溫度變化。測(cè)試過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)定的測(cè)試條件進(jìn)行操作，以確保測(cè)試結(jié)果的可比性。在結(jié)果分析時(shí)，應(yīng)綜合考慮多個(gè)因