Для любого светодиода завершающим этапом технологического процесса производства является контроль его параметров и функциональное тестирование. Это этап, который определяет, какими будут характеристики конечного изделия, использующего светодиоды, будь то подсветка в комбинации прибора автомобиля, уличное освещение или LED-дисплей.
Технологический процесс изготовления не всегда гарантирует, что, к примеру, «белый цвет» будет постоянен для светодиодов белого свечения. Они могут иметь синий или желтый оттенок в зависимости от угла обзора. Этот эффект станет визуально видим и нарушит гармонию, если несколько таких светодиодов будут использоваться в одном изделии. По этим причинам при тестировании светодиодов требуется установка достаточно жёстких допусков на оптические параметры. Особенно это важно, если светодиоды от различных изготовителей используются в одном и том же конечном продукте. Светодиодные дисплеи, которые содержат тысячи светодиодов, должны включать в себя компоненты с согласованными характеристиками излучения, чтобы гарантировать хорошую цветовую однородность для всех углов обзора. Некоторые приборы, включающие в себя светодиоды как источники света, используются в медицинских целях. Например, анализатор крови, который определяет концентрацию сахара в крови человека. В подобных приложениях излучающие характеристики светодиода являются жизненно важными параметрами и не могут быть оценены «на глазок», так как эти параметры непосредственно влияют на точность процесса химического анализа.
Пространственные излучающие характеристики
Свет, излучаемый светодиодом, испускается полупроводниковым кристаллом. Физические характеристики материалов, используемых для производства кристалла, определяют спектр излучаемого света, доминирующую длину волны, цвет, и т.д. Линзы, отражатели и рассеиватели могут быть интегрированы в корпус, чтобы достичь желаемого пространственного распределения света. Однако большое разнообразие материалов, корпусов и типов светодиодов приводит к тому, что появляются компоненты с отличными друг от друга параметрами, характеризующими пространственное распределение интенсивности свечения.
Точное определение зависимости интенсивности излучения от угла обзора необходимо для различных приложений. Например, LED-дисплей может иметь различный цвет в зависимости от угла обзора, если все светодиоды, входящие в состав панели, не имеют одинаковой диаграммы пространственного распределения (зависимость интенсивности свечения от угла обзора). Существуют также обязательные требования к пространственному распределению интенсивности свечения светодиодов, используемых для сигналов светофора и автомобильных фар.
Интенсивность излучения и сила света
Интенсивность излучения и сила света – исторически наиболее часто используемые параметры. Основной подход при измерении силы света в строго физическом смысле подразумевает, что источник излучения точечный. Однако большинство светодиодов имеет относительно большую область излучения на относительно короткой дистанции, на которой должны быть проведены измерения. Это означает, что предположение о точечном источнике света больше не имеет смысла. CIE разработала понятие «усредненной силы света», чтобы решить эту проблему при реальных условиях измерений.
Это понятие более не соответствует точному, физическому определению силы света. Вместо этого вводится понятие измерения частичного светового потока на установленном расстоянии и определённой площади приёмника. Рекомендация CIE получила международное признание, так как метод обеспечивает сопоставимость измерений, проведённых в различных лабораториях.
Световой поток и мощность излучения
Световой поток - полная световая мощность, испускаемая светодиодом. Определение этого параметра стало важным для таких изделий, как подсветка и LED-светильники. Световой поток и мощность определяются при помощи фотометрического шара или гониофотометра.
Внутренняя область фотометрического шара однородно покрыта материалом, который является почти идеальным рассеивающим отражателем. Светодиод должен быть установлен в шар таким образом, чтобы основа корпуса светодиода находилась на касательной к внутренней поверхности сферы. Эта конфигурация наиболее близко имитирует условия реальных применений светодиодов. Гониофотометр обеспечивает другой метод для определения светового потока или мощности излучения. Этот прибор измеряет полную диаграмму пространственного излучения и вычисляет значение светового потока, интегрируя измеренные значения.
Спектральное распределение светового излучения светодиодов отличается по многим аспектам от других источников излучения. Оно не является ни монохромным, как у лазера, ни широкополосным, как у ламп накаливания. Спектр светодиода имеет определенную пиковую длину волны, которая зависит от технологического процесса производства, и спектральную ширину (FWHM), обычно 15 - 100 нанометров.
Для определения спектральных характеристик используются спектрорадиометры. Измеряя спектр излучения, можно вычислить и другие дополнительные характеристики, такие как: пиковая длина волны, спектральная ширина, доминирующая длина волны, чистота цвета, цветовая температура т.д.
Описание предлагаемого решения
Решение описанных выше задач может быть выполнено с использованием комплексного решения ООО «Совтест АТЕ» - тестер светодиодов FT-17 LED. Данное решение представляет собой комплекс средств измерений как электрических, так и оптических параметров светодиодов. В качестве измерителей электрических параметров используется серийно выпускаемый ООО «Совтест АТЕ» комплекс измерительный FT-17. Для контроля фото- и радиометрических параметров – оборудование компании «INSTRUMENTS SYSTEM», Германия. Применяемое оборудование для контроля характеристик светодиодов полностью соответствует требованиям комитета CIE (Commission Internationale de l"Eclairage) и позволяет провести тщательный анализ и калибровку оптоэлектронных компонентов и устройств.
Назначение:
- Контроль параметров светодиодов на производстве
- Контроль параметров светодиодных модулей, панелей и дисплеев на производстве
- Сертификационные испытания
- Ислледование физических характеристик оптоэлеткронных приборов и модулей
Отличительные особенности:
- Универсальность и гибкость системы, позволяющие осуществлять поставку Заказчику решения «под ключ»
- Быстрая переналаживаемость в условиях производства
- Полное сооветствие требованиям международных стандартов по тестированию оптоэлектронных приборов
- Возможность интеграции системы с сортировщиками светодиодов и зондовыми установками для тестирования на кристалле
- Компактное исполнение (настольное) по запросу
Описание составных частей
Комлекс измерительный FT-17
Комплекс предназначен для задания и измерения электрических сигналов светодиодов. Состоит из PXI-шасси и набора измерительных инструментов, обеспечивающих полный спектр измерений параметров светодиодов. Комплекс может быть модернизирован для выполнения иных задач по тестированию элементной базы путём добавления специализированных PXI-модулей.
В состав Комплекса входит тестовый контролер с предустановленным программным обеспечением, предназначенный для управления процессом выполнения тестовых последовательностей и формированием отчёта.
Задаваемые и контролируемые параметры (в конфигурации FT-17 LED):
- значение падения напряжение на p-n-переходе;
- прямой ток;
- ток утечки;
- последовательное сопротивление p-n-перехода.
Диапазон задания и измерения электрических параметров (в конфигурации FT-17 LED):
- задание/измерение напряжения в диапазоне: ±25 В (другие значения по запросу)
- задание/измерение тока в диапазоне: ±500 мА (другие значения по запросу)
- точность измерения напряжения/тока: ±0.05%
Универсальные спектрометры фирмы Instruments System
Спектрометр предназначен для измерения оптических характеристик светодиодов и других твёрдотельных излучателей.
Компания Instruments System предлагает целый модельный ряд спектрометров, от Hi-End-исполнений до компактных, бюджетных вариантов. Все представители модельного ряда спектрометров способны измерять все оптические параметры в соответствии с требованиями комиссии CIE. Прибор подключается к тестовому контролеру FT-17 и управляется при помощи встроенного в тестовый контроллер программного обеспечения.
Принцип действия спектрометра
Тестовый адаптер
Тестовые адаптеры предназначены для непосредственного контактирования с измеряемыми светодиодами и замера их оптических параметров. Измерение силы света и интенсивности свечения проводится в полном соответствии с рекомендациями комиссии CIE.
Для измерения светового потока используются фотометрические шары.
Фотометрические шары для измерения светового потока для отдельных светодиодов и светодиодных матриц
Программное обеспечение
Программное обеспечение предназначено для обработки результатов измерений и автоматизации процесса тестирования. Основные характеристики:
- удобный настраиваемый интерфейс оператора;
- автоматическое построение диаграмм пространственного распределения интенсивности свечения;
- автоматическое формирование файла фотометрических данных по формату IES;
- разделение доступа «администратор – оператор».
Комплексное решение ООО «Совтест АТЕ» для контроля параметров светодиодов и оптоэлектронных изделий
Получите подробную информацию о технических характеристиках, ценах и условиях поставки оборудования, направив официальный запрос с сайта.