《发光二极管模块热特性瞬态测试方法GBT+38621-2020》详细解读

《发光二极管模块热特性瞬态测试方法GB/T38621-2020》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4原理5一般要求6测试步骤contents目录7结果分析及计算8测试报告附录A(资料性附录)相关测试结果分析示例附录B(规范性附录)相对热特性瞬态测试方法参考文献011范围适用对象该标准适用于单个、多个LED芯片或器件封装而成的模块热特性测量。这些模块在照明、显示、背光等领域有广泛应用，热特性的准确测量对于评估其性能和可靠性至关重要。该标准还适用于LED芯片或器件和其他微电子器件构成的模块热特性测量。这类模块在复杂电子系统中扮演着重要角色，其热特性对系统整体性能和稳定性具有显著影响。其他多芯片或器件封装而成的模块热特性测量也可参考该标准。这意味着该标准不仅具有针对性，还具备一定的普适性，可以为其他类型模块的热特性测量提供有益的参考。参考范围通过规范测试方法，该标准为LED模块热特性的测量提供了统一的操作指南，有助于提高测试结果的准确性和可比性。这对于推动LED产业的发展、提升产品质量和市场竞争力具有重要意义。标准意义022规范性引用文件引用文件涉及发光二极管模块的基本性能、测试方法、安全要求等方面。通过引用这些文件，本标准得以在更广泛的领域内应用和推广。本标准在编写过程中引用了多个相关标准和规范，以确保内容的准确性和权威性。引用文件概述规定了LED的基本性能参数和测试方法，为瞬态热特性测试提供了基础。《发光二极管（LED）性能和测试方法》提供了电子设备热设计的基本原则和方法，对理解LED模块热特性具有重要意义。《电子设备可靠性热设计手册》涵盖了半导体器件在各种环境条件下的试验方法，为LED模块瞬态热特性测试提供了参考。《半导体器件机械和气候试验方法》主要引用文件通过引用相关标准和规范，确保本标准在术语定义、测试方法等方面与其他标准保持一致。确保标准的一致性和连贯性引用文件中包含的具体测试步骤和方法，使得本标准在实际操作中更具可行性。提高标准的可操作性随着技术的不断进步，引用文件会进行更新和修订，从而推动本标准的不断完善和发展。促进标准的更新与完善引用文件的作用010203033术语和定义术语解释发光二极管（LED）是一种能将电能转化为光能的半导体器件，具有发光效率高、耗电少、使用寿命长等特点。LED模块指由单个或多个LED芯片或器件封装而成的模块，用于实现特定的光学和电气性能。热特性指LED模块在工作过程中产生的热量及其相关的性能参数，如热阻、结温等。瞬态测试指在短时间内对LED模块的热特性进行快速测量和分析的方法。对于本标准中未明确解释的术语，可参照相关行业标准或技术文献进行补充了解。本标准所定义的术语和定义仅适用于《发光二极管模块热特性瞬态测试方法GB/T38621-2020》中所涉及的相关概念和测试方法。术语和定义的解释应基于本标准的上下文和实际应用场景进行理解。定义范围010203044原理测试方法基础该标准基于热阻抗理论，通过测量LED模块在瞬态条件下的热响应，来评估其热特性。测试中采用特定的热源和温度传感器，以精确控制和监测LED模块的工作温度和热流量。测试原理详解010203在LED模块正常工作时，通过施加一个短时的电功率脉冲，使其产生瞬态温度变化。通过测量LED模块在电功率脉冲作用下的温度变化曲线，可以计算出其热阻抗、热容等关键热特性参数。这些参数有助于了解LED模块在实际应用中的散热性能，为产品设计和优化提供依据。该测试方法遵循了国际电工委员会（IEC）关于LED模块热特性测试的相关标准和规范。测试方法的科学性通过采用精确的测试设备和严格的测试步骤，确保了测试结果的准确性和可靠性。该测试方法不仅适用于单个LED芯片或器件，还可扩展应用于多芯片或器件封装而成的模块，具有广泛的适用性。055一般要求温度应确保测试环境温度稳定，在规定的范围内进行，以防止温度对测试结果产生影响。湿度应控制测试环境的湿度，以确保测试结果的准确性。过于潮湿或干燥的环境都可能对测试结果造成误差。噪声与振动应尽量减少测试环境中的噪声与振动干扰，以保证测试设备的稳定性和测试结果的可靠性。5.1测试环境条件测试设备测试设备应定期进行校准与检定，确保其处于良好的工作状态，并符合相关计量法规的要求。校准与检定工具与辅助材料应选用适当的工具和辅助材料进行测试操作，以确保测试的顺利进行并避免对测试结果产生不良影响。应选用符合标准要求的测试设备，具备相应的精度和稳定性，以确保测试结果的准确性。5.2测试设备与工具样品预处理在进行测试前，应对样品进行必要的预处理（如老化、稳定化等），以消除其初始状态对测试结果的影响。样品选择应选取具有代表性的发光二极管模块作为测试样品，确保其能够反映同类产品的热特性。样品数量与状态应确保测试样品数量充足且处于良好的工作状态，以满足重复测试和对比分析的需要。5.3测试样品要求测试人员应具备相应的专业资质和实践经验，能够熟练掌握测试方法并准确判断测试结果。资质与能力应定期对测试人员进行培训和考核，确保其具备持续胜任测试工作的能力。同时，应鼓励测试人员积极参加行业交流和技术研讨活动，不断提高自身的专业水平。培训与考核5.4测试人员要求066测试步骤确定测试目的和测试需求，明确测试样品类型和数量。准备测试设备，包括热特性测试系统、数据采集装置、温度传感器等。检查测试环境，确保温度、湿度、电源等条件符合测试要求。对测试设备进行校准，确保测试结果的准确性。6.1准备工作对样品进行初步调试，检查其发光状态及稳定性。根据测试需求设置合适的测试参数，如采样频率、测试时间等。按照测试要求安装样品，确保样品与测试设备连接良好。6.2样品安装与调试6.3瞬态测试过程启动测试系统，开始瞬态测试。01实时监测并记录样品在瞬态过程中的温度变化数据。02观察并记录样品在温度变化过程中的发光状态变化。03如遇异常情况，立即停止测试并排查原因。04010203对采集到的温度数据进行处理，提取关键参数如温度峰值、达到峰值时间等。结合样品的发光状态变化数据，分析温度对发光性能的影响。对比不同样品或不同条件下的测试数据，评估样品的热特性优劣。6.4数据处理与分析6.5测试报告撰写整理测试数据，撰写详细的测试报告。在报告中客观描述测试过程、方法、结果及结论。对测试中发现的问题提出改进建议或措施。将测试报告提交给相关部门或人员供其参考和使用。077结果分析及计算数据完整性检查确保测试过程中收集的数据完整，无遗漏或异常值，以保证后续分析的准确性。瞬态热特性分析稳态与瞬态对比7.1结果分析根据测试数据，分析发光二极管模块在瞬态过程中的热特性，包括温度变化速率、热阻等关键参数。将瞬态测试结果与稳态测试结果进行对比，以评估模块在不同工作状态下的热性能差异。为减小测试过程中随机误差的影响，对原始数据进行平滑处理，以提高数据的可靠性。数据平滑处理识别并剔除由于测试条件异常或设备故障导致的异常数据，确保分析结果的准确性。异常值剔除为便于不同模块之间的性能比较，对测试数据进行归一化处理，以消除量纲和数量级的影响。数据归一化处理7.2数据处理瞬态热阻计算根据瞬态测试过程中的温度变化和功率输入数据，计算发光二极管模块的瞬态热阻。性能指标评估结合测试结果，评估发光二极管模块的热性能指标，如散热效率、热稳定性等。不确定性分析对测试结果进行不确定性分析，以评估测试结果的可靠性和置信度。0302017.3结果计算088测试报告报告应包含完整的测试环境描述，包括测试设备、测试条件及测试过程中可能出现的影响因素。报告必须提供准确且全面的测试结果，包括各项测试数据及其分析，以便评估发光二极管模块的热特性。报告应详细记录测试步骤，包括测试前的准备、测试过程中的操作以及测试结束后的数据处理。报告应明确给出测试结论，指出模块是否满足相关热特性要求，以及可能存在的改进建议。测试报告内容要求测试报告编写规范报告应使用专业且清晰的语言表达，避免使用模糊或含糊不清的措辞。报告中的数据应以表格或图表的形式呈现，便于阅读者直观了解测试结果。报告应按一定的结构进行编写，包括封面、目录、正文以及附录等部分，以确保报告的完整性和条理性。报告在编写过程中应严格遵守相关保密规定，确保测试数据和信息的安全。09附录A(资料性附录)相关测试结果分析示例测试对象测试条件根据曲线图，可以分析出模块的热响应时间、热阻等关键热特性参数，评估模块的散热性能。结果分析获得模块温度随时间变化的曲线图，包括升温曲线和降温曲线测试结果按照GB/T38621-2020标准规定的测试步骤进行测试步骤单芯片LED模块环境温度25℃，输入电流100mA示例1示例2测试对象两种不同结构的多芯片LED模块测试条件环境温度25℃，输入电流200mA测试步骤分别按照GB/T38621-2020标准规定的测试步骤对两种模块进行测试测试结果获得两种模块的温度随时间变化的对比曲线图结果分析通过对比两种模块的热响应曲线，可以分析出不同结构对模块热特性的影响，为优化模块设计提供参考。0102030405测试对象LED模块与某微电子器件的组合体测试条件环境温度35℃，输入电流150mA测试步骤按照GB/T38621-2020标准规定的测试步骤对组合体进行测试，同时监测各个组件的温度变化测试结果获得组合体的整体温度以及各个组件的温度随时间变化的曲线图结果分析根据曲线图，可以分析出组合体中各个组件之间的热交互情况，评估组合体的整体热性能，为优化组合设计提供数据支持。示例3010203040510附录B(规范性附录)相对热特性瞬态测试方法测试原理通过与其他相同或相似模块的测试结果进行比较，可以评估出LED模块的热性能优劣。该测试方法基于热阻和热容的概念，通过瞬态温度变化来推算LED模块的热特性参数。相对热特性瞬态测试是通过测量LED模块在特定条件下的热响应，来评估其热性能的方法。010203准备测试样品搭建测试系统采集测试过程中的温度数据，利用专业的数据分析软件进行处理和分析，得出热特性参数。数据采集与分析在设定的测试条件下，对LED模块施加瞬态热应力，并实时监测其温度变化。进行瞬态测试确定测试过程中的环境温度、工作电流等关键参数，以确保测试结果的准确性。设定测试条件选择符合标准的LED模块作为测试样品，确保其处于良好的工作状态。根据测试需求，搭建包括电源、温控设备、数据采集与分析系统等在内的完整测试系统。测试步骤根据采集的温度数据，绘制LED模块在瞬态热应力下的温度响应曲线。绘制温度曲线结果分析及计算利用温度曲线和相关公式，计算出LED模块的热阻和热容等关键热特性参数。计算热阻与热容将测试结果与标准值或其他相同或相似模块的测试结果进行比对，评估LED模块的热性能是否达标。结果比对与评估在进行瞬态测试前，应确保测试系统的稳定性和准确性，以避免测试误差。数据采集时应选择合适的采样频率和精度，以准确捕捉LED模块在瞬态热应力下的温度变化。测试过程中应严格按照设定的测试条件进行操作，以确保测试结果的可比性。在结果分析时，应综合考虑多个因