一、概述 

  為評價led燈珠壽命特徵的試驗，叫作壽命試驗。壽命試驗是研究led燈珠壽命特徵的方法，這種方法可在實驗室模擬各種使用條件來進行。壽命試驗也是可靠性試驗中最重要最基本的項目之一，它是將led燈珠放在特定的試驗條件下考察其失效（損壞）隨時間變化的規律。通過壽命試驗，借助壽命-應力關繫模型，可以了解led燈珠的壽命特徵、失效規律、失效率、平均壽命以及在壽命試驗過程中可能出現的各種失效模式。結合失效分析，可進一步弄清導致led燈珠失效的主要失效機理，作為可靠性設計、可靠性預測、改進新產品質量和確定合理的篩選、例行（批量保證）試驗條件等的依據。如果為了縮短試驗時間，可在不改變失效機理的條件下用加大應力的方法進行試驗，即加速壽命試驗。壽命試驗可以對led燈珠的可靠性水平進行評價，併通過質量反饋來提高產品的可靠性水平。 壽命試驗是在生產過程比較穩定的條件下，剔除了早期失效產品後進行的試驗，通過壽命試驗可以了解led燈珠壽命分佈的統計規律。壽命試驗可以劃分為多種：按任務條件可分為存儲壽命試驗、工作壽命試驗；按施加應力可分為長期壽命試驗、加速壽命試驗；按數據處理方式可分為定時截尾試驗、定數截尾試驗。

 二、存儲壽命試驗

   在規定的環境條件下進行非工作狀態的存放試驗，稱為存儲壽命試驗。 存儲環境是指led燈珠在存儲過程中所能遇到的環境，是存儲過程中影響led燈珠的諸多因素的總和，按性質可分為自然存儲環境與人工存儲環境；按場所可分為庫房環境、棚庫環境、露天環境等。存儲中對led燈珠產生影響的因素主要有溫度、濕度、黴菌、氣壓、腐蝕介質等，其中以溫度和濕度的影響最大。 存儲壽命試驗條件通常為室內、棚下、露天等，因此存儲的環境試驗方法又稱天然暴露試驗。對於不可修led燈珠，存儲壽命是指在規定的條件下存儲時，從開始存儲到失效的存儲時間；對於可修led燈珠，存儲壽命是指從開始存儲到不可修復為止的存儲時間。 存儲壽命試驗一般需要較多的試驗樣品和長期的觀察測量，才能對產品做出較好的預計和評價。 任何led燈珠都有其一定的壽命，無論是處於存儲狀態還是工作狀態。在整個壽命周期內，都要經歴從誕生到存儲、運輸、待命、工作到失效的過程。在存儲過程中，影響led燈珠可靠性的因素有很多，除有環境因素的影響外，存儲時間、存儲方式等也都會對其造成影響。在每個過程當中，led燈珠所處的環境不同，存儲的時間也不同。 為保證led燈珠的可靠性，就必須保證led燈珠在任何過程中都能完成規定的動作而不失效。絕大部分的led燈珠都是處於工作階段的，其可靠性與工作環境、工作時間有密切的聯繫。但對於一些特殊的led燈珠，例如電子繫統電子器件、航天用電子器件，其使用時間是遠遠短於存儲時間的，所以工作可靠性與存儲時間和環境有很大關繫。對這一類的特殊led燈珠而言，存儲時間和環境就成為研究其可靠性的一項重要指標。隨著科學技術的高速發展，產品更新換代的周期越來越短，因而需要在較短時期內獲得led燈珠的可靠性指標和壽命等信息。但通常的存儲壽命試驗方法要耗費大量的試驗時間、人力和物力，併且由於產品更新換代等問題，長時間存儲壽命試驗後得出的結果可能已經失去了實際意義。因此，為了縮短試驗時間，需要進行加速存儲壽命試驗。 加速存儲壽命試驗是一種在不改變led燈珠在實際存儲條件下的失效機理，在不增加新的失效機理的前提下，用加大存儲環境試驗應力的方法加速產品失效，根據其試驗結果預計正常存儲環境應力下led燈珠的存儲壽命，或在一個相對短的時間內獲得失效率數據的技術。 

三、工作壽命試驗 

led燈珠在規定的條件下施加規定應力的試驗，稱為工作壽命試驗。 工作壽命試驗提供led燈珠在工作狀態下的可靠性特徵參數。由於工作壽命試驗比較符合led燈珠的實際使用情況，所以其試驗結果是led燈珠可靠性的主要指標之一。工作壽命試驗分為間歇工作壽命、穩態工作壽命試驗，其中穩態工作壽命試驗又分為靜態工作壽命、動態工作壽命試驗兩種。 間斷工作壽命試驗是對產品間斷地施加應力，使產品受到“開”和“關”之間周期變化的電應力，來加速led燈珠內部物理、化學反應過程，而這種周期變化的電應力又導致led燈珠和外殼溫度的周期變化，最終得到測定led燈珠的典型失效率或證實led燈珠的質量或可靠性。 穩態工作壽命是驗證承受規定條件的產品在整個工作時間內的質量或可靠性。在額定工作條件下持續施加額定應力而進行壽命試驗，其試驗時間應足夠長，以保證其結果不具有早期失效或“初期失效”的特徵，在壽命試驗期間還應進行觀察，以監視失效率是否隨時間有顯著變化。如果用穩態壽命試驗來評定產品的基本能力或對led燈珠進行鑒定試驗，以確保led燈珠以後能用於高可靠場合，就應選擇適當的試驗條件，如電輸入、負載和偏置以及相應的最高工作溫度或試驗溫度或其他規定的環境條件代錶led燈珠的最大工作額定值或試驗額定值。靜態工作壽命試驗指led燈珠進行穩態壽命試驗時無信號輸入，動態工作壽命試驗則指led燈珠進行穩態壽命試驗時有信號輸入。 四、加速壽命試驗 

加速壽命試驗是指採用加大應力的方法促使樣品在短期內失效，以預測在正常工作條件或儲存條件下的可靠性，但不改變受試樣品的失效機理。 按照試驗時施加應力的方式，加速壽命試驗可分為恆定應力加速壽命試驗、步進應力加速壽命試驗和序進應力加速壽命試驗。 恆定應力加速壽命  試驗是指樣品在試驗期間所承受的應力保持不變；

                      图1恒定应力加速试验示意 

步進應力加速壽命試驗是指樣品在試驗期間所承受應力按一定時間間隔階梯式地增加，直至樣品產生足夠的退化為止；

图2 步进应力加速试验示意图 

序進應力加速壽命試驗是指樣品在試驗期間所受應力按時間等速增加，直至樣品產生足夠的退化為止。

图3 序进应力加速试验示意图 

加速壽命試驗可以大大縮短正常應力壽命試驗所需時間，節省了人力和設備，這是它的優點。但是，加速壽命試驗也有它的局限性。

 1.它是一種破壞性試驗，因而只能抽取小部分樣品進行試驗。當然，從統計觀點來看，它是足以代錶該產品的可靠性水平的，但是卻存在一個置信度的問題。

 2.對於那些比較復雜的led燈珠，如集成電路，實際上起主導作用的失效機理往往是復雜的，甚至有些是事先無法預知的，如果用單一的加速變量來進行加速，其結果是不夠全面的；同時，在失效機理不太明朗的情況下，採用加速外推的方法，其結果必然帶來大的誤差。也就是說，對於具有多種失效機理的led燈珠，理想的加速壽命試驗是難以實現的。 

3.加速壽命試驗只考慮了試驗的加速性方面，而沒有考慮led燈珠的應用問題。實際上，用戶把led燈珠用在設備上，預期保存和運用時間很長。因此，對於led燈珠用戶來說，在正常應力或使用應力下的長期壽命試驗也是必須的和重要的，因為它能真實反映led燈珠在使用條件下的壽命特性。

 4.led燈珠加速壽命試驗的基本假設是在高應力條件下的失效機理與在正常應力條件下的失效機理相同。此外試驗數據分析需要選擇或假定應力與壽命之間的函數關繫。實際上，高應力可能會引入在正常條件下不會發生的新的失效模式，當有幾種不同應力共同作用時，各種失效模式對應應力有不同的敏感性，以致各失效模式的發生概率會隨應力的改變而改變。也就是說，led燈珠加速壽命試驗的基本假設通常是很難保證的。應力-壽命關繫模型有潛在的多樣性、復雜性。led燈珠試驗條件也是仟變萬化的。由加速壽命試驗所估計的led燈珠壽命與在現場觀察到的壽命可能差別很大，有可能差別達到一個數量級甚至更大。因此，led燈珠除非試驗條件與現場使用條件很接近且試驗數據的分析和建模恰當，否則led燈珠從加速壽命試驗數據外推所估計的可靠性只能看作是固有可靠性的一種近似，不應看作為現場可靠性指標。雖然存在局限性，但併不影響加速壽命試驗的有用性。