發展脈絡

在 19 世紀初期，人類就已發現半導體材料可產生光線這一現象，為后續 LED 的誕生奠定了基礎。1962 年，通用電氣公司的尼克?何倫亞克成功開發出第一種可見光發光二極管，即首個紅光 LED，這標志著 LED 技術的正式誕生。最初，LED 主要被用作儀器儀表的指示光源，其應用場景相對有限。

然而，隨著技術的不斷進步，各種光色的 LED 逐漸出現，應用范圍也逐漸拓展到交通信號燈和大面積顯示屏等領域。1993 年，日亞化學的中村修二發明了藍光 LED，這一發明具有劃時代的意義。藍光 LED 與紅光、綠光 LED 結合，能夠產生白色的光，從而推動了 LED 在照明領域的廣泛應用。2014 年，中村修二等人憑借這一發明獲得了諾貝爾物理學獎，這不僅是對他們在 LED 領域所做貢獻的高度認可，也進一步提升了 LED 技術在全球范圍內的知名度和影響力。

芯片原理

LED 是一種固態的半導體器件，其核心是一個半導體的晶片。晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，整個晶片通常被環氧樹脂封裝起來，這種封裝方式有助于保護晶片免受外界環境的影響。半導體晶片由 P 型半導體和 N 型半導體兩部分組成，形成一個 “P-N 結”。

當電流通過導線作用于晶片時，N 型半導體中的電子被推向 P 區，在 P 區里電子與空穴復合，以光子的形式發出能量，從而產生光。光的波長即光的顏色是由形成 P-N 結的材料決定的，不同的材料組合可以產生不同波長的光，從而實現多種顏色的發光效果。

芯片分類

從尺寸角度來看，LED 芯片可分為大尺寸芯片和小尺寸芯片，一般以 40mil 為界。大于等于 40mil 的為大尺寸芯片，這類芯片通常具有更高的功率和亮度，因此主要用于高功率、高亮度的照明和顯示應用，例如在大型戶外顯示屏、汽車大燈等對亮度要求極高的場景中發揮著重要作用。而小于 40mil 的為小尺寸芯片，它們適用于普通照明、顯示等領域，如常見的室內照明燈具、小型電子設備的顯示屏等，這些場景對芯片的尺寸和功率要求相對較低，但對成本和集成度有更高的要求。

從功能和結構劃分，常見的有 MB 芯片、GB 芯片、TS 芯片、AS 芯片等。以 MB 芯片為例，它采用高散熱系數的 Si 作為襯底，通過金屬層接合磊晶層和襯底，這種結構設計使其具有良好的散熱性能和光度提升效果，能夠有效應對高驅動電流工作時產生的熱量問題，因此適用于高驅動電流領域，如一些對電流承載能力要求較高的特殊照明或顯示設備。

AEC - Q102 認證及測試項目

AEC - Q102 標準在汽車電子領域具有極其重要的地位，它適用于汽車電子所有內外使用的分立光電半導體元器件。涵蓋的產品種類豐富多樣，主要包括車用 LED、激光組件、激光元件、光電二極管、光電晶體管、發光二極管、光導管、光電池、光電三極管、熱敏電阻、溫差發電器、溫差電致冷器、光敏電阻、紅外光源、光電耦合器、發光數字管，以及使用光電功能和其他組件的多芯片模塊等。這些產品在汽車的照明系統、顯示系統、傳感器系統等多個關鍵部位都有廣泛應用，其質量和可靠性直接關系到汽車的安全性和性能表現。測試項目有：

預處理（A1）：對產品施加高溫、高濕等應力，模擬器件在實際使用過程中可能經歷的環境條件，如汽車在高溫高濕的熱帶地區行駛時所面臨的環境挑戰，從而評估其在長期工作前的穩定性和可靠性。

高溫高濕工作壽命（A2a、A2b）：在高溫高濕環境下，對 LED 和激光器件等施加工作電流或電壓，持續一定時間，測試其光電參數的變化。例如，觀察 LED 在這種惡劣環境下是否會出現亮度下降、色溫漂移等現象，以驗證器件在惡劣環境下的工作壽命和穩定性。金鑒實驗室在進行試驗時，嚴格遵循相關標準操作，確保每一個測試環節都精準無誤地符合標準要求。

高濕高溫反向偏壓（A2c）：主要是針對光電二極管和光電晶體管等器件，在高濕高溫條件下施加反向偏壓，觀察器件是否出現漏電流增大、擊穿等異常現象。這對于評估其在高濕度環境中的可靠性至關重要，因為一旦出現漏電流過大或擊穿等問題，可能會導致整個汽車電子系統的故障。

功率溫度循環（A3a）：對 LED 和激光器件等進行功率溫度循環測試，即在一定的溫度范圍內，周期性地改變器件的工作功率和溫度。這種測試模擬器件在實際使用中因工作狀態變化而導致的溫度循環，例如汽車在行駛過程中啟停、加速減速等操作引起的器件工作狀態變化，檢測其在溫度變化下的性能穩定性和結構完整性。

高溫工作壽命（B1a、B1b）：在高溫環境下，對 LED 和激光器件施加工作電流，持續一定時間，考察器件在高溫下的光衰、波長漂移等性能變化。這對于確定其在高溫條件下的工作壽命和可靠性非常關鍵，因為汽車在高溫環境下行駛時，如在炎熱的夏季長時間行駛，車內的電子器件會受到高溫的持續影響。

低溫工作壽命（B2）：主要針對激光器件，將其放置在低溫環境中，施加工作電流，進行長時間工作測試，以評估器件在低溫下的啟動特性、光功率變化等性能指標。這在汽車冬季低溫啟動時尤為重要，確保激光器件能夠在低溫環境下正常工作，為汽車的照明和傳感器系統提供穩定的光源。

脈沖壽命（B3）：對 LED 和激光器件施加脈沖電流或電壓，模擬器件在實際應用中可能遇到的脈沖工作模式，通過多次脈沖循環，檢測器件的損傷閾值和性能穩定性。例如，汽車的轉向燈、剎車燈等通常是以脈沖形式工作，這項測試能夠確保這些器件在脈沖工作模式下不會因頻繁的電流或電壓變化而損壞。

物理尺寸（C2）：使用顯微鏡、卡尺等工具測量光電器件的幾何尺寸，如芯片尺寸、引線間距、封裝尺寸等，確保其符合設計規格和行業標準。這對于保證器件的可裝配性和兼容性至關重要，因為汽車電子系統中各個部件之間的尺寸配合精度要求極高，任何尺寸偏差都可能導致裝配困難或無法正常工作。

引線拉力（C3）：采用專用的拉力測試設備，對有金線封裝結構的產品施加拉力，測量引線的拉力值，評估引線與芯片或封裝體之間的結合強度。這是為了防止引線在汽車行駛過程中因振動等外力作用而出現斷裂或脫落，從而保證器件的電氣連接穩定性。

芯片剪切力（C5）：使用芯片剪切力測試儀，對有芯片的產品施加剪切力，測量芯片與襯底或封裝體之間的剪切強度，確保芯片安裝牢固，避免因芯片松動而導致器件失效。這對于汽車電子器件在長期使用過程中的穩定性和可靠性至關重要，因為一旦芯片松動，可能會導致器件性能下降甚至完全失效。