复合环境LED车灯集成构造与可靠性评估机制研究

The design and manufacturing about high-reliability LED for automobile is attracting interesting attention internationally. The aim of this project is to develop a novel idea for investigation on integrated structure for LED automotive light manufacturing. We will explore multi-scale design, evaluating menthod for reliability and lifetime on LED automotive light by considering vibration and thermal load. A cross-scale hybrid modeling will be developed to investigate the integrated structure for LED automotive light. The approach is developed to reveal the physical phenomenon of the integrated structure for LED automotive light include transient-steady state physical behavior, scale-effect, interface-effect, destruction, flaw growth. In the meantime, we will build a dynamic model to approach the LED automotive light integrated system. The experimental test of the sample will be implemented to investigate the key property by using the testing equipments. In progress, the feasibility about different integrated mode on LED automotive light manufacturing will be searched. So a kind of multi-scale hybrid design method will be developed for integrated design, lifetime evaluation & prediction and reliability design on LED automotive light integrated system. This research can drive the development of LED automotive light integrated manfacturing for high performance &lowcost.

高可靠性节能LED车灯的设计制造受到国际上极大的关注；本项目瞄准LED器件制造学科国际前沿，针对振动与热加载环境，探索LED车灯集成构筑模式的跨尺度设计方法、寿命评估及可靠性设计方法；寻求一种具有不同尺度特征的拓扑建模机制与方法，对LED车灯集成结构的物理行为开展研究，揭示LED车灯集成结构在热力与振动环境的瞬稳态物理行为、尺度效应、界面效应、破坏与缺陷生长等现象发生机制；建立LED车灯集成结构系统动力学演变模型；开展案例样品的特性测试实验,探索LED车灯集成结构破坏机制；创建跨尺度杂交设计方法实现极端环境下LED车灯集成结构的设计、优化、寿命评估及可靠性预测;探索各种集成模式在LED车灯制造中应用可行性；研究将进一步促使LED车灯制造向高效及低成本方向发展。

国际上，有关LED制造特别是LED材料结构匹配设计、寿命可靠性设计与评估方面研究受到极大的关注；本项目瞄准LED器件制造学科国际前沿，针对振动与热加载环境，探索LED车灯集成构筑模式的跨尺度设计方法、寿命评估及可靠性设计方法；寻求具有不同尺度特征的拓扑建模机制与方法，对LED车灯集成结构的物理行为开展研究，揭示LED车灯集成结构在热力与振动环境的瞬稳态物理行为、尺度效应、界面效应、破坏与缺陷生长等现象发生机制；发展高精度跨尺度建模理论，构造不同类型和性质的高质量、具有原子级清晰界面的LED集成异质材料界面结构，阐明具有不同材料界面结构的LED集成结构光电传输转换－力学-热传导性能关系规律。建立LED车灯集成结构系统动力学演变模型；构建LED集成结构最佳热传导模式，从材料结构匹配设计原理上将热失效可能性降到极限状态。通过多物理场、不同材料界面结构高效构筑，研究光、电、热功能及调控机制；探索基于界面调控的新型能量转换、热传输整流等器件实现可行性，探索具有高可靠性、长寿命特征的车用LED集成器件原型样机制造可行性。开展案例样品的特性测试实验,探索LED车灯集成结构破坏机制；创建跨尺度设计方法实现极端环境下LED车灯集成结构的设计、优化、寿命评估及可靠性预测;探索各种集成模式在LED车灯制造中应用可行性；利用先进的可靠性数学模型，提出改进的寿命可靠性预测评估方法如灰色评估法等；构建LED产品双应力加载加速试验方法,提出步进应力、周期应力双应力耦合杂交加载模式与施加方法。研究将进一步促使LED车灯制造向高效及低成本方向发展。项目实施以来已发表SCI论文16篇，获得发明专利授权9项，培养研究生获得博士、硕士学位7人；圆满的完成了项目预期的研究目标。