一直以來，可靠性與熱管理技術是制約LED照明高品質的重要因素，蔓延在產業鏈的各環節。雖然如今對于可靠性的關注點，已從LED單個產品向整個系統可靠性的方向發展，但在這一過程中，新型散熱材料、熱管理技術、LED照明系統可靠性研究及設計、故障數據與失效分析、壽命加速老化測試方法、失效模式與仿真模擬等技術的進步仍影響著整個系統的可靠性。
為進一步降低器件、電源的溫度，提高產品可靠性，各科研院所、研發機構、企業等通過不斷實驗新型散熱材料、熱管理技術，完善LED照明系統可靠性研究及設計，采用分析故障與失效數據，加速壽命老化測試及失效模式與仿真模擬等方法，從外延、芯片、封裝器件、熒光粉等不同環節積極探索。
2015年11月4日上午，在第十二屆中國國際半導體照明論壇(SSLCHINA 2015)隆重召開之際，“可靠性與熱管理”技術分會如期舉行，行業大咖如約而至，與參會代表共同交流、分享各自領域的最新研究成果。
中國科學院半導體研究所研究員、博導趙麗霞女士和易美芯光( 北京) 科技有限公司CTO 及執行副總裁劉國旭先生共同主持此次分會。
來自RTI國際建筑設計與防護系統的Lynn Davis主任分享了他在SSL器件加速老化測試案例的研究進展，
他指出，SSL器件是由發光二極管（LED）、光學元件、反光片、電子驅動及連接器等多個元件構成的復雜系統。為此類器件設計加速壓力測試（AST）是試圖在大幅度縮減時間框架下，為照明系統元件創建現實失效模式的復雜項目。
“溫度、濕度及電應力等一些環境壓力因素會加速老化和降解過程。” Lynn Davis表示，但因每項壓力因素對系統元件所產生的影響都不同，應對此加以了解并得出產品的可靠性和壽命信息。通過對環境壓力條件和SSL器件進行綜合研究，能夠更深入理解SSL系統加速測試的優點與局限。
Lynn Davis還與參會代表討論了SSL系統AST實驗方法與結果，包括失效模式識別及與現實經驗的關聯，并介紹了SSL器件強加速應力測試（HAST）的結果以及該方法中潛在失效模式的啟示和局限。
除此之外，他還為大家介紹了高溫運行壽命法（HTOL）及濕高溫運行壽命法（WHTOL）等其他AST方法。“有關上述測試方法對系統元件的影響，將重點關注LED、透鏡及電子驅動等。為突出AST的優勢，研究將等同的暖白光和冷白光產品進行對比，其中還包括檢驗LED封裝方式（即中功率與高功率LED）以及其他LED屬性所產生的影響，如相關色溫（CCT）對流明維持率和色點穩定性的影響。”Lynn Davis進一步表示。
工業和信息化部電子第五研究所電子元件可靠性物理及應用科學技術實驗室的路國光博士，在“高功率倒裝芯片LED熱學分析與可靠性鑒定”主題報告中表示，建立高功率倒裝芯片LED耐熱性理論模型很重要，基于該模型，可以讓結溫與襯底材料和鍵球材料熱導率變化率之間的關系得以有效確認。
路國光還與參會代表分享了最新的實驗成果。他表示，在三組倒裝芯片LED老化測試中，老化條件分別為160℃、170℃和180℃。根據線性回歸分析、最小二乘法、擬合優度測試及其他統計方法，高功率倒裝芯片LED壽命預測值為在25℃條件下時長37718小時。
隨后，飛利浦（中國）投資有限公司質量首席工程師陶國橋發表了主題為“可靠性卓越的SSL制造”的精彩報告。他指出，產品的高可靠性是指故障率低，而低故障率的實現離不開卓越的產品制造。
通過具體實驗案例，陶國橋進一步闡明：可靠性卓越SSL的制造是必要的，而且也是能夠實現的。
河海大學、荷蘭代爾夫特理工大學（北京中心）、半導體照明聯合創新國家重點實驗室（常州基地）樊嘉杰博士做了題為“熒光轉換型白光LED的熒光材料光致發光機理及其熱效應研究”的精彩報告。
樊嘉杰表示，熒光轉換型白光發光二級管（LED）通常是由藍光（或近紫外光）與受藍光（或近紫外光）激發熒光材料所發出的光混色成白光的一種光源，具有光效高、污染小、色彩豐富、成本低、壽命長等特點，是新一代綠色照明的必然選擇。
作為一種照明光源，白光LED光源的“質”（光/色品質或顏色）和“量”（發光效率）共同決定了人們對所見物體的主觀感受。
目前，當發光效率超100lm/W（實驗室水平超過200lm/W），白光LED光源已經具備了應用于普通照明的條件，基本解決了照明光源的“量”問題。此后，人們對照明光源的要求開始由“發光效率”向“光/色品質或顏色”轉變（例如，顯示器用照明光源，醫用照明光源以及藝術裝飾照明等應用領域）。
“其中，由熒光粉和硅膠組成的熒光材料對白光LED 的發光效率、顏色穩定性以及顯色指數等都有很大的影響。”樊嘉杰表示，由于熒光材料常常靠近LED藍光芯片，需要在高溫條件下長時間工作，所以對熒光材料的光致發光機理和其熱效應的研究顯得至關重要。
樊嘉杰還通過具體的實驗研究得出結論：通過設置材料參數與光源的光譜對熒光材料進行仿真可以取代實驗測量，實現對材料性能的表征和材料組成的設計；其次，光譜圖的仿真將用于后續對混合熒光粉光致發光機理的研究。
據樊嘉杰介紹，該項研究工作已經得到歐洲EMRP項目，國家高技術研究發展計劃“863”No. 2015AA03A101，江蘇省自然科學基金青年項目No. BK20150249資助。
意大利帕多瓦大學Matteo Meneghini在主題為“向高可靠性氮化鎵發光二極管：理解漸進的和災難性故障的物理起源”報告中，首先回顧了造成GaN基高效率LED退化的物理機制，以及他們的最新研究成果，并就在降解器件的有源層時，是由于非輻射缺陷的產生以及通過連接處建立的分流路徑；降解熒光體包裝體系，具有隨之而來的惡化的LED的色屬性；突發故障，是由于靜電放電和電過載等三大方面的問題與現場參會代表進行的深入討論。
Matteo Meneghini指出，在過去的十年GaN基LED已經證明是對于高功率光源制造的優良設備，這要感謝高發光效率、高固有的魯棒性和小芯片尺寸。
“由于這個原因，這些設備在多個領域內均得以廣泛應用，包括一般和工業照明、汽車及生物醫學照明應用。這些應用需要高可靠性（壽命> 50000 H）以及光輸出的長期穩定性。”Matteo Meneghini進一步表示，還一些報告也指出，高功率LED可能出現過早退化，原因是逐漸或突然出現故障的機制。
達姆施塔特工業大學照明技術實驗室的Max Wagner & Alexander Herzog與大家分享了有關LED老化加速的最新研究成果——14000小時LED降解測試與老化數據分析。
在LM 80測試標準方法的流明維持率光源一生中進行測量。當然，客戶的第一興趣是光通量。只要光譜行為不隨時間變化，存在這樣的方法是毫無疑問的。不過，不幸的是一些LED燈（尤其是白色的）頻譜會在老化過程中發生改變。
Max Wagner & Alexander Herzog分析認為，由于光通量的積分值用V（函數）被加權，光譜紅色和藍色部分的降解要小于綠色和黃色光譜范圍的變化。這就是對于光功率老化曲線相對于標準方法生成的曲線會有不同的結果的原因。
Max Wagner & Alexander Herzog還強調，光譜帶及其比例在整個壽命期間都必須進行分析和比較。這些方法被用來檢測是基于物理或化學過程降解的機制。光通量UND光功率老化曲線進行比較并由所述方法進行分析，外推法和加速壽命測試則被用來預測光譜變化及其特點。
除了燈具層面的熱管理創新外，深入到更為微觀的層面，如外延、芯片及封裝領域，也是眾多業內專家努力的方向。
來自易美芯光(北京)科技有限公司的孫國喜就為大家介紹了“支架型LED封裝硫化光衰的失效機制和測試方法”。
孫國喜指出，中功率支架型LED是當前液晶背光和照明替換光源的最常用的封裝形式。其支架由鍍銀的銅基板和白色塑料外殼組成，兩個材料都是高反射率用以提高LED的出光。而鍍銀層會受到一些有機氣體或化學物的侵蝕而逐漸變暗、變黑，從而使LED產品出現光衰，特別是在高溫和光照下，硫及其化合物是空氣中常見的氣體污染，極易與銀反應形成硫化銀。
硫化實驗被廣泛用來評估LED封裝材料和產品的氣密性，其測試方法最初來源于印刷電路產品的硫化測試，并進行了不同的調整。這些不同的測試方法各有利弊，不易對封裝材料和產品進行客觀的一致的評估和對比。
通過LED硫化測試中各參數（包括容器、待測品排布、污染源、溫度、時間等）對實驗結果的影響提出了一個簡單可行、重復性和分辨率佳的測試方法和設置及參數。“采用這個測試評估方法可以有效指導產品結構設計、封裝材料選擇和封裝工藝優化，從而系統性的提高產品對有害氣體的抵抗能力。”孫國喜分析認為。
此外，針對硫化導致的光衰與溫度和時間的關系，以擴散理論為模型進行了數據分析，還提出了硫化光衰遵循的經驗公式。
中科院半導體研究所符佳佳博士在主題為“對于鎵氮基LED的老化行為和失效分析的相關研究”報告中，著重介紹了正裝、垂直和倒裝LED的失效行為以及相關失效分析。
他通過研究不同結構LED的老化行為，了解到相對于正裝LED，垂直倒裝LED在高溫老化下具備高可靠性，但也在初始老化時表現出不穩定性。同時，他驗證了LM-80對于計算不同結構LED的壽命的可行性和準確性，以及嘗試驗證是否可以縮短老化時間，以準確計算LED壽命。
之后，在失效分析過程，采用了反射率測定、SIMS測試、芯片的表面和截面觀察與測試等技術手段，分別從封裝材料，連接處和芯片三個角度進行失效分析，獲得了一些不同以往的失效分析結果，對改善LED的可靠性提供了一些新的研究方向。
