INTECIN   20395
INSTITUTO DE TECNOLOGIAS Y CIENCIAS DE LA INGENIERIA "HILARIO FERNANDEZ LONG"
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Envejecimiento de emisores LED blancos
Autor/es:
CIOCCI BRAZZANO, L.; SKOP, G. N; ACOSTA, E. O.; PEREZ, L. I.
Lugar:
Cancún, México
Reunión:
Congreso; 10° Reunión Ibero Americana de Óptica y 13° Encuentro Latinoamericano de Óptica, Láseres y sus aplicaciones (RIAO/OPTILAS); 2019
Resumen:
Todos los sistemas emisores de luz envejecen, dando como resultado una disminución de la luz emitida. Se considera que el sistema tiene un fallo paramétrico si la luminosidad disminuye progresivamente alcanzando valores por debajo del 50% o 70% de su valor inicial; en cambio si el dispositivo deja de emitir abruptamente el fallo se denomina catastrófico. La falla puede estar relacionada con cualquiera de las partes que forman el sistema: el LED, el soporte y la electrónica. La confiabilidad de una lámpara LED se caracteriza usando el tiempo de vida hasta la falla TTF (Time To Failure) que es el tiempo de operación de la lámpara hasta que aparece la falla (sea paramétrica o catastrófica). Mientras que los fabricantes de sistemas de iluminación y lámparas informan acerca de TTF hasta la falla paramétrica, los fabricantes de los dispositivos electrónicos siguen indicando el tiempo hasta que ocurre una falla catastrófica. La confiabilidad es un problema clave para el diseño de las aplicaciones y el análisis de los fallos es complejo porque involucran no sólo al dispositivo LED, sino también a la electrónica de control, a la óptica y al soporte que conforma la lámpara. Dado que los valores de TTF son muy elevados (aproximadamente 50000hrs) entonces la TTF se debe estimar usando métodos de prueba de vida acelerada. Estos métodos analizan la evolución de las características de funcionamiento bajo un alto estrés empleando la corriente, la temperatura, la humedad y/o el esfuerzo mecánico para provocar una aceleración en la degradación. Estas pruebas de confiabilidad se hacen con el fin de detectar los posibles defectos dentro de los dispositivos LED en la etapa inicial del diseño y fabricación de productos. Actualmente las industrias que fabrican LED y aplicaciones no han aplicado métodos ni estándares unificados para estos ensayos. Principalmente porque la evaluación del TTF de un dispositivo posee una gran incerteza. En este trabajo se presenta un estudio de envejecimiento de un emisor LED de alta intensidad empleando la temperatura y la corriente como parámetros de estrés. En partículas el estudio se ha focalizado en el efecto sobre la intensidad luminosa y su capacidad de emitir luz modulada. El diodo emisor seleccionado para estos ensayos es el 334-15/T1C1-4WYA de InGaN que emite luz blanca fabricado por Everlight.Se determinaron las características eléctricas y ópticas de los LEDs nuevos midiendo tensión (V) y la potencia óptica emitida (Po) en función de la corriente eléctrica (I) en el régimen continuo; además se determinó la respuesta a la modulación caracterizada por el ancho de banda (f0) empleando una fuente de corriente alterna. Estos experimentos se realizaron fijando la temperatura de la cámara termalizadora en 25°C. Para envejecer los dispositivos se trabajó fijando la temperatura de la cámara termalizadora, una vez alcanzado el equilibrio se estresa eléctricamente aplicando una corriente de 120mA durante un intervalo de tiempo (20 o 10 minutos). Luego se procede a verificar el funcionamiento del dispositivo determinando sus características eléctricas, ópticas y de modulación a 25°C. Luego el proceso de estrés se repite hasta que el LED dejase de funcionar, de esta forma se determina el tiempo de funcionamiento bajo estrés (TE) hasta el fallo catastrófico. Este estudio se repitió con distintos LEDs para temperaturas de la cámara termalizadora de 25, 40, 50, 60 y 80°C. Uno de los parámetros fundamentales para un de experimento de confiablidad que tenga en cuenta la temperatura y la corriente es determinar el factor de aceleración (AF) producido por el estrés realizado. El valor de AF dependerá del tipo de experimento y de las características del dispositivo. Conocido el TTF a una temperatura y el tiempo de funcionamiento bajo estrés, el AF se calcula como AF=TTF/TE. En la Tabla se presentan los intervalos de tiempo de estrés (a 120mA) de los LEDs para las