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专利名称：半导体照明产品散热性能的非接触检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体照明产品质量检测技术，尤其涉及一种半导体照明产 品散热性能的非接触检测方法及装置。
背景技术：
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种半导体发光元件，可以直接 将电能转变为光能。由于LED具有高光效、单色性好、响应快、固态、安全、环保、长寿命等诸 多显著优点，已成为继白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯之后的第四代光源，近年来作为 照明领域的研究热点，受到各国政府、研究机构和企业的重视。与白炽灯、荧光灯等传统照明光源的发光机理不同，LED属于电致发光(EL)器件， 其热量不能辐射散热，从而导致器件温度过高，严重影响LED的总光通量、寿命以及可靠 性，并会导致LED发光红移，尤其目前白光实现的方式是荧光粉加蓝光芯片的方案，其中荧 光粉对温度特别敏感，最终会引起波长的漂移，造成颜色不纯等一系列问题。半导体照明是基于LED的光色照明，LED光源特殊的发光机理直接导致半导体照 明产品的散热问题，据有关资料统计，半导体照明产品大约70%的故障都是由于散热问题 引起。根据电子系统的可靠性分析经验，工作温度每升高10°，可靠性就会降为原来的一 半，由此可以看出，散热问题严重的制约半导体照明产品质量。因此，对半导体照明产品散 热性能的检测成为半导体照明产品质量分析、改进设计的重要环节。针对上面的问题，当前没有系统、公认、规范的检测方法。目前国内外鲜有系统的 半导体照明产品散热性能的检测方法和检测装置，该方面的专利也是少之又少。例如，美国 应用材料股份有限公司的欧勒格.V.塞雷布里安诺夫等人发明的“灯故障检测装置”，提出 了用于半导体检测衬底热处理的灯组中的灯故障的方法；朱德忠等人发明了“新型的LED 车灯配光板的热测试方法”，提出根据LED结温与正向电压的关系测定配光板散热性能；王 刚等人发明了“半导体照明产品散热性能检测装置及其检测方法”，提出以光源模组为测量 基点针对灯具散热器的多个环节进行热参数的测量，再将测试参数进行标准灯具模型归一 化等效变换，进行热特性的分析。以上是目前半导体照明产品散热性能检测的现状，“半导体照明产品散热性能检 测装置及其检测方法”专利中提出的检测方法能有效的得到半导体照明产品的散热性能， 但是该专利需要在半导体照明产品内、外部贴装专用温度探测器，对于某些集成化很高的 产品，不适合贴装温度探测器，另外对于散热分布不均勻的产品，采用贴装温度探测器的方 式可能不能完全客观的反映灯具整体的散热性能，因此该专利的检测装置和检测方法有一 定的局限性。由于半导体照明产品的最终目的是实现高质量的照明，因此从光参数出发，考核 光学输出参数与热学参数的相互关系，可以从本质上分析半导体照明产品工作时的热参数 和光参数相互影响的机制，并对半导体照明产品的实际工作状态中的热性能进行客观的评 估。

发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种半导体照明产品散热性能的非接触检 测方法，在不改变或破坏半导体照明产品结构的情况下，通过改变环境温度，测量半导体照 明产品在每个恒定温度下达到热平衡并且稳定后的总光通量，将具有对应关系的总光通量 值和环境温度值进行线性拟合，根据拟合结果计算出总光通量和环境温度的线性相关系 数，通过该线性相关系数量化产品的散热性能，线性相关系数越大，则半导体照明产品的散 热性能越好。所述的半导体照明产品是指利用半导体发光二极管作为光源，包括光源、驱动电 源、固定和保护光源和电源的结构组件、以及必要的控制电路和连接部件组成的一整套以 照明为目的的灯具产品。其中，测量半导体照明产品的总光通量的步骤为 1)调整环境温度至初始温度，并使环境温度稳定。2)使半导体照明产品处于热平衡和稳定工作状态，即在15min内，总光通量或光 强变化小于0. 5%。3)测量半导体照明产品的总光通量并记录环境温度； 4)改变环境温度，并使环境温度稳定。5)重复步骤2)、3)，得到互相对应的环境温度值和总光通量值。进行线性拟合的步骤为
1)以25°C时半导体照明产品的总光通量为基准，计算所有温度下半导体照明产品总光 通量的归一化值；
2)以温度为自变量，总光通量归一化值为因变量，对总光通量归一化值和温度进行线 性拟合。根据拟合结果计算出总光通量和环境温度的线性相关系数，包括
以温度为变量x总光通量归
一化值为变量y，按照线性相关系数的公式计算出线性相关系数r
权利要求
1.一种半导体照明产品散热性能的非接触检测方法，其特征在于在不改变或破坏半 导体照明产品结构的情况下，通过改变环境温度，测量半导体照明产品在每个恒定温度下 达到热平衡并且稳定后的总光通量，将具有对应关系的总光通量值和环境温度值进行线性 拟合，根据拟合结果计算出总光通量和环境温度的线性相关系数，通过该线性相关系数量 化产品的散热性能，线性相关系数越大，则半导体照明产品的散热性能越好。
2.根据权利要求1所述的半导体照明产品散热性能的非接触检测方法，其特征在于 所述的半导体照明产品是指利用半导体发光二极管作为光源，包括光源、驱动电源、固定和 保护光源和电源的结构组件、以及必要的控制电路和连接部件组成的一整套以照明为目的 的灯具产品。
3.根据权利要求1所述的半导体照明产品散热性能的非接触检测方法，其特征在于 测量半导体照明产品的总光通量的步骤为1)调整环境温度至初始温度，并使环境温度稳定；2)使半导体照明产品处于热平衡和稳定工作状态，即在15min内，总光通量或光强变 化小于0. 5% ；3)测量半导体照明产品的总光通量并记录环境温度；4)改变环境温度，并使环境温度稳定；5)重复步骤2)、3)，得到互相对应的环境温度值和总光通量值。
4.根据权利要求1所述的半导体照明产品散热性能的非接触检测方法，其特征在于 进行线性拟合的步骤为1)以25°C时半导体照明产品的总光通量为基准，计算所有温度下半导体照明产品总光 通量的归一化值；2)以温度为自变量，总光通量归一化值为因变量，对总光通量归一化值和温度进行线 性拟合。
5.根据权利要求1所述的半导体照明产品散热性能的非接触检测方法，其特征在于 根据拟合结果计算出总光通量和环境温度的线性相关系数，包括以温度为变量*，总光通量归一化值为变量Jf，按照线性相关系数的公式计算出线性相关系数r 式中，β为测量次数=为第，次测量时所得的温度值；次测量得到的温度值的平均值；Λ为第 次测量时所得的光通量值的归一化值； 为》次测量得到的光通量值的归一化值的平均值。
6.根据权利要求1、3所述的半导体照明产品散热性能的非接触检测方法，其特征在 于所述总光通量可由某一轴线上、半导体照明产品可等效成点光源的测试距离处的照度 值进行替代，测量时，只测量半导体照明产品在某一轴线上可等效成点光源的测试距离处 的照度值。
7. 一种半导体照明产品散热性能的非接触检测装置，包括置于暗室内的灯具座和总光 通量测试系统、以及与总光通量测试系统相连的计算机，其特征在于灯具座外设置有恒温 控制箱，恒温控制箱内设置有温度探测器，温度探测器与计算机相连，待测灯具设置在灯具 座上；恒温控制箱上设置有通孔。
全文摘要
本发明公开了一种半导体照明产品散热性能的非接触检测方法，通过改变环境温度，测量半导体照明产品的总光通量，将具有对应关系的总光通量值和环境温度值进行线性拟合，计算出总光通量和环境温度的线性相关系数，通过该线性相关系数量化产品的散热性能。本发明的有益技术效果是1)更能反映灯具实际的工作状况，也更能反映半导体照明产品的散热性能。2)本发明提出的检测方法和检测装置不受照明产品结构、参数差异的影响，在不改变或破坏照明产品结构的情况下，实现半导体照明产品散热性能的检测。
文档编号G01M11/00GK102062674SQ201010579839
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者刘显明, 普海鹏, 王福权, 赖伟, 陈伟民, 雷小华 申请人:重庆大学