本發(fā)明涉及光學高分子材料測試設備相關技術領域，具體的涉及是一種光學高分子材料用的光濕熱老化加速測試系統(tǒng)及測試方法。

背景技術：

目前市場上絕大多數(shù)白光LED采用藍光芯片激發(fā)熒光粉產(chǎn)生白光的技術路線，這些LED器件內部的光學高分子材料（如熒光膠和硅膠透鏡）會發(fā)生緩慢的老化，嚴重時表現(xiàn)為發(fā)黃、發(fā)褐或者發(fā)黑現(xiàn)象。這些現(xiàn)象將加劇LED封裝器件的光衰與色漂，導致使用壽命快速下降。

白光LED封裝器件的光學高分子材料往往緊貼LED芯片，在LED封裝器件的使用過程中，LED芯片結溫的升高將提高光學高分子材料的溫度。此外在LED芯片的藍光輻射下，熒光粉的自發(fā)熱也會升高光學高分子材料的溫度。光學高分子材料多由環(huán)氧樹脂或硅膠制成，而環(huán)氧樹脂與硅膠具有較強的吸濕性能，且對段波長光（即藍光）的照射非常敏感。因此在溫度、濕度和藍光照射的綜合作用下，LED封裝器件的光學部件逐漸老化，導致整個LED封裝的光效降低、光譜偏離以及壽命的縮短。

目前多采用高溫或高溫高濕的測試方法對高分子材料進行可靠性測試，進而評估其老化性能。這種測量LED光學高分子材料老化性能的方法為將被測材料制備成封裝器件成品后對所制備的器件進行老化測試，一定時間后（比如1000小時）后觀察光學部件是否存在發(fā)黃、發(fā)黑等老化現(xiàn)象。采用該方法得到測量結果受LED芯片性能以及封裝器件的加工工藝等方面的影響極為顯著，因此只能間接地測量LED光學部件的老化性能。此外，采用該方法得到的測量數(shù)據(jù)不具備通用性，當LED芯片或封裝工藝發(fā)生變化后，LED光學部件周邊的環(huán)境也隨之改變，需要重新測量LED光學高分子材料的老化性能。另一方面由于LED光學高分子材料多由硅膠制備而成，化學穩(wěn)定性較好，采用高溫或高溫高濕方法對其直接測試往往需要數(shù)千小時的測試時間，測試成本巨大，因此不為企業(yè)采用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了彌補現(xiàn)有技術的不足，提供了一種光學高分子材料用的光濕熱老化加速測試系統(tǒng)及測試方法，針對LED光學部件的應力環(huán)境，開發(fā)出同時提供藍光照射、溫度和濕度三種環(huán)境應力的光濕熱老化加速測試系統(tǒng)，用于直接、快速地測試LED光學高分子材料的老化性能。

為了達到本發(fā)明的目的，技術方案如下：

一種光學高分子材料用的光濕熱老化加速測試系統(tǒng)，其特征在于，具有恒溫恒濕試驗箱，所述恒溫恒濕試驗箱的內表面涂有一層光吸收材料，恒溫恒濕試驗箱內部設有藍光光源面板，所述藍光光源面板的下方設有置物架，置物架的上下表面都設有一層光吸收材料，藍光光源面板的上方設置有風扇；

藍光光源面板的一側設有控制其工作的控制器和驅動裝置，藍光光源面板的中心具有置物區(qū)，在置物區(qū)的外圍布滿均勻分布的穿孔；置物架上焊接有光度探頭支架，光度探頭支架的上端安裝有放置光度探頭的固定環(huán)，固定環(huán)的直徑大于光度探頭的直徑，固定環(huán)上穿設有固定光度探頭用的螺母。

優(yōu)選地，藍光光源面板的側部通過夾具固定在恒溫恒濕試驗箱的內側壁上，夾具上豎向設置有多個螺紋孔。

一種光學高分子材料用的光濕熱老化加速測試方法，其特征在于，包括步驟：（1）、設置測試環(huán)境的溫度-40℃至150℃，濕度10%RH至98%RH以及藍光輻射照度大于等于15000 W/m²；

（2）、啟動藍光光源及散熱風扇，靜置1小時；

（3）、將光度探頭放入置物架上方的光度探頭支架，測量藍光照度初始值；

（4）、將樣品安裝至置物架后放入恒溫恒濕試驗箱內；

（5）、啟動恒溫恒濕試驗箱，開始計算測試時間；

（6）、至少100小時后，關閉恒溫恒濕試驗箱，將光度探頭放入置物架上方的光度探頭支架，測量藍光照度，調整藍光光源驅動電流使藍光照度測量值與初始值一致。

（7）、將樣品從置物架中取出，離線測量其光學性能參數(shù)（如透過率、折射率等）；

（8）、重復（4）-（7）直至測試結束。

本發(fā)明具有的有益效果：

通過建立穩(wěn)定的測試環(huán)境下光濕熱加速測試，用以測試LED光學部件的老化性能。同時致力于建立一系列光濕熱加速測試設備以簡單有效的促進光濕熱加速測試的標準化，避免在各種不同測試的環(huán)境中的測量結果導致的預測結果的差異。

結構簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定。測試實驗時，溫度、濕度和藍光照射等應力可控，極大地縮短了光學高分子材料的老化時間。

藍光光源模塊均勻分布在支架上，設計特殊的光源夾具保證樣品受光垂直均勻。

設計專門的藍光輻射監(jiān)測裝置，確?？煽氐乃{光在樣品上的輻射總量。

設計專門的置物架。置物架自帶樣品夾具，能夠讓樣品表面不受力，且在測試過程中位置恒定。同時避免了藍光從后方反射照射到樣品上，能夠更有效的控制藍光輻射總量。

恒溫恒濕設備的應用能夠使樣品溫度、濕度不受環(huán)境的影響而波動，確保了樣品溫濕度的恒定。

本發(fā)明提出的測試方法適用范圍廣泛，不局限于熒光膠和硅膠材料，也包括普遍應用于LED封裝器件和燈具中的基板白油、環(huán)氧樹脂、PC、PMMA以及其他相關的高分子光學材料。

附圖說明

圖1是本發(fā)明光學高分子材料用的光濕熱老化加速測試系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2是圖1中置物架的結構示意圖；

圖3為置物架上光度探頭支架的結構示意圖；

圖4為夾具的結構示意圖；

圖5為置物架的側視結構示意圖；

圖6為測試流程示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍不僅僅局限于實施例。

結合圖1所示，一種光學高分子材料用的光濕熱老化加速測試系統(tǒng)，具有恒溫恒濕試驗箱1，恒溫恒濕試驗箱1的側部設有測試孔6，恒溫恒濕試驗箱1的外部設有鐵罩4，提高測試條件的穩(wěn)定性。恒溫恒濕試驗箱1的內表面涂有一層光吸收材料，恒溫恒濕試驗箱內部設有藍光光源面板7，藍光光源面板7靠近恒溫恒濕試驗箱1內部的上方。藍光光源面板7上均勻分布有多個發(fā)光光源，恒溫恒濕試驗箱1的下方設置有冷卻裝置2，恒溫恒濕試驗箱1的側部設有控制設備10，控制設備10控制整個恒溫恒濕試驗箱1的工作，控制設備10的側部設有操作屏11，用以人工控制并設定參數(shù)。

結合圖2和圖5所示，藍光光源面板7的下方設有置物架5，置物架5的上下表面都設有一層光吸收材料，以減少反射回的藍光干擾。藍光光源面板的上方設置有風扇3，風扇3用作散熱，以保證藍光光源的工作溫度性。藍光光源面板的一側設有控制其工作的控制器8和驅動裝置9，驅動裝置9與控制器8電連接并驅動控制器進行工作，控制器8與藍光光源面板7電連接并控制藍光光源的開和關。藍光光源面板的中心具有置物區(qū)51，置物區(qū)內51設有16個過孔55，待測量的標準樣品放置在過孔55上，因此可以同時測量16個標準樣品。過孔55的外側設有過孔罩56，過孔罩56的直徑大于過孔55的直徑，過孔罩56用于固定放置在過孔上的測量樣品，并且過孔罩56的上端和下端相通的，是一個無底和無蓋的圓柱形結構。在本實施例中，過孔罩56的直徑為70mm，過孔罩的高度為10mm，過孔55的直徑為50mm，過孔之間的間距為40mm。在置物區(qū)51的外圍布滿均勻分布的穿孔52，穿孔的作用是在減少藍光通過的同時確保恒溫恒濕試驗箱內的濕度分布均勻。

結合圖3所示，置物架5上焊接有光度探頭支架53，光度探頭支架53的下端焊接在置物區(qū)51的焊接點57上。光度探頭支架53的上端安裝有放置光度探頭的固定環(huán)54，固定環(huán)的直徑大于光度探頭的直徑，固定環(huán)54上穿設有固定光度探頭用的螺母58，光度探頭置于固定環(huán)內，再通過螺母58固定。

結合圖4所示，藍光光源面板7的側部通過夾具12固定在恒溫恒濕試驗箱的內側壁上，夾具12豎直設置，藍光光源面板7的每個側邊設置一個，總共4個。夾具上豎向設置有多個螺紋孔121，在螺紋孔121內插入螺栓將夾具12固定在恒溫恒濕試驗箱的內側壁上，通過對應不同的螺紋孔，使藍光光源面板7保持水平。

結合圖6所示，一種光學高分子材料用的光濕熱老化加速測試方法，其特征在于，包括步驟：（1）、設置測試環(huán)境的溫度-40℃至150℃，濕度10%RH至98%RH以及藍光輻射照度大于等于15000 W/m²；

（2）、啟動藍光光源及散熱風扇，靜置1小時；

（3）、將光度探頭放入置物架上方的光度探頭支架，測量藍光照度初始值；

（4）、將樣品安裝至置物架后放入恒溫恒濕試驗箱內；

（5）、啟動恒溫恒濕試驗箱，開始計算測試時間；

（6）、至少100小時后，例如100-500小時，關閉恒溫恒濕試驗箱，將光度探頭放入置物架上方的光度探頭支架，測量藍光照度，調整藍光光源驅動電流使藍光照度測量值與初始值一致。

（7）、將樣品從置物架中取出，離線測量其光學性能參數(shù)（如透過率、折射率等）；

（8）、重復（4）-（7）直至測試結束。

測試過程中，定期將光度探頭通過測試孔6放置于光度探頭支架53內，測量置物架5上方的藍光輻射照度，并反饋到藍光光通量，控制設備,1以根據(jù)需要調節(jié)，確保藍光輻射能量的穩(wěn)定。同時，也可以將樣品通過測試孔6從測試設備中取出，測量其光學性能參數(shù)（如透過率、折射率等），用于評價該樣品的老化性能。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術方案，因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本發(fā)明已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換，而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍中。