利用峰值波长移位法非接触测量白光LED结温的装置的制造方法

本发明涉及半导体发光二极管(LED)的检测技术，尤其涉及一种LED芯片内部结温测量仪器。

背景技术：
高亮度LED的出现具有划时代意义，它将是人类继爱迪生发明白炽灯泡之后最伟大的发明之一，被称为第四代照明光源或绿色光源，与传统光源相比，它具有很多优点：光效高、无汞环保、寿命长、体积小等特点，已经广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、城市夜景等特殊照明领域。目前LED的发光率仅能达到10％-30％，同时有70％-90％的能量转换成了热能。高性能白光LED光学性能和可靠性的提高，都依赖于芯片的结温。因此如何监控结温，尤其是在线无损的结温监控，就成为可能制约白光LED应用而又急待解决的问题。LED的基本结构是一个半导体的P-N结。当电流流过LED元件时，P-N结的温度将上升，严格意义上说，就把P-N结区的温度定义为LED的结温.通常由于元件芯片均具有很小的尺寸，因此不严格的地方有时也可把LED芯片的温度视之为结温。白光LED的芯片尺寸小、电流密度大，所以引起的温升比较明显。而且其发光光谱中不包括红外部分，所以器件产生的热量不能依靠热辐射释放出去，输入电能的70-90％左右转变成为热量，这些热量大部分都转化为使芯片本身温度升高的能量。对于半导体器件，温度的变化，其特性会有明显的变化。特别是大功率LED，这种影响将更加明显，芯片温度直接影响到LED的发光效率，主波长以及使用寿命。有资料显示，大约70％的LED产品故障来自结温过高。并且在负载为额定功率一半的情况下温度每升高20℃故障就上升一倍。因此如何快速准确地测量LED的结温可以帮助我们更加合理地进行LED结构设计以及优化LED照明工程散热设计。目前，测量白光LED结温的方法主要有：1、正向电压法，利用LED电输送温度效应，在恒定电流的条件下，得到正向电压与结温的线性关系；2、管脚法，利用LED的发光光谱中蓝光和白光的功率比值来测量。这些方法都属于接触式测量，局限在单管LED器件的结温测量。现在也有研究者提出了一些非接触式结温测量方法：蓝白比法、红外摄像法和峰值波长法。由于这些方法的使用范围有限，而且精度比较低。峰值波长法，利用LED的发光光谱的峰值会随着结温的升高而增大。但由于结温升高引起的峰值波长漂移并不大，当升高10℃时，峰值波长改变约1.4nm左右，这样必会给测试结果带来不小的误差，若采用常规高精度的光谱仪，则会大大增加测试成本。因此，需要设计一种非接触式、高精度、低成本，且简单易操作的白光LED结温测量仪。

技术实现要素：
鉴于上述方法和技术的不足，本发明型的目的是利用峰值波长移位法设计一种具有高精度、低成本、操作简便的大功率白光LED结温测量装置。为了实现本发明型的目的，拟采用以下技术：一种快速非接触测量白光LED结温测量装置，其特征在于：该系统由定标和测量两部分组成，定标时，定标LED(6)安装在恒温箱(5)内，用一根导光光纤(9)将定标LED(6)发出的光传导到专测蓝光波长移位的光谱分析仪(2)。通过连接在光谱仪(2)上的计算机(3)得到该温度下的峰值波长，并通过多组数据得到该定标LED的峰值波长-结温系数K、初始结温Ta以及初始峰值波长λa。测量时，通过光谱仪(2)直接测量待测LED(1)在正常工作状态下的峰值波长，结合公式快速计算出该工作状态下待测LED的结温。定标系统包括位于恒温箱(2)外侧的温度控制器(4)用来控制恒温箱(5)的温度，从而改变定标LED(6)环境温度。定标LED(6)被固定在支架(7)上，并与脉冲恒流源(8)相连接。定标LED(6)发出的光被伸进恒温箱(5)的导光光纤(9)收集进入连接到计算机(3)的高精度光谱仪(2)。测量系统包括待测白光LED光源(1)、和计算机(3)。专测蓝光波长移位的光谱仪(2)由球形反射镜(10)、入射狭缝(11)、平面光栅(12)、出射狭缝(13)、CCD(14)以及驱动电路(15)构成。采用上述技术方案，其特点在于：1、定标时，通过使断电状态的定标LED在恒温箱中放置30min来保证该LED在通电瞬间的结温与环境温度相等，避免了用其他方法来...