曩昔LED从业者为了取得充沛的白光LED光束，从前开发大尺度LED芯片来到达预期方针。可实际上白光LED的施加电力继续逾越1W以上时光束反而会下降，发光功率相对下降20~30%。换句话说，白光LED的亮度假如要比传统LED大数倍，耗费电力特性逾越萤光灯的话，就必需战胜下列四大课题：按捺温升、保证运用寿数、改进发光功率，以及发光特性均等化。温升问题的处理办法是下降封装的热阻抗;保持LED的运用寿数的办法是改进芯片外形、选用小型芯片;改进LED的发光功率的办法是改进芯片结构、选用小型芯片;至于发光特性均匀化的办法是改进LED的封装办法，这些办法现已接连被开发中。
处理封装的散热问题才是底子办法
由于添加LED灯的电力反而会形成封装的热阻抗急剧降至10K/W以下，针对这个状况国外业者从前开发耐高温白光LED，企图借此改进上述问题。但是，实际上大功率LED 的发热量比小功率 LED高数十倍以上，并且温升还会使发光功率大幅跌落。即便封装技能答应高热量，不过LED芯片的接合温度却有或许逾越容许值，最终业者总算领悟到处理封装的散热问题才是底子办法。有关LED的运用寿数，例如改用矽质封装资料与陶瓷封装资料，能使LED的运用寿数前进一位数，尤其是白光LED的发光频谱含有波长低于450nm短波长光线，传统环氧树脂封装资料极易被短波长光线损坏，高功率白光LED的大光量更加快封装资料的劣化，依据业者测验 成果显现接连点灯不到一万小时，高功率白光LED的亮度现已下降一半以上，底子无法满意照明光源长命命的基本要求。
有关LED的发光功率，改进芯片结构与封装结构，都能够到达与低功率白光LED相同水准。首要原因是电流密度前进2倍以上时，不光不容易从大型芯片取出光线，成果反而会形成发光功率不如低功率白光LED的困境。假如改进芯片的电极结构，理论上就能够处理上述取光问题。
设法削减热阻抗、改进散热问题
在研制中有关发光特性均匀性，一般以为只需改进白光LED的萤光体资料浓度均匀性与萤光体的制造技能，应该能够战胜上述困扰。如上所述前进施加电力的一起，必需设法削减热阻抗、改进散热问题。具体内容分别是：下降芯片到封装的热阻抗、按捺封装至印刷电路基板的热阻抗、前进芯片的散热顺利性。为了下降热阻抗，许多国外LED厂商将LED芯片设置在铜与陶瓷资料制成的散热器(heat sink)外表，接着再用焊接办法将印刷电路板的散热用导线连接到运用冷却电扇强制空冷的散热器上。依据德国OSRAM Opto Semi conductors Gmb试验成果证明，上述结构的LED芯片到焊接点的热阻抗能够下降9K/W,大约是传统LED的1/6左右，封装后的LED施加2W的电力时，LED芯片的接合温度比焊接点高18K，即便印刷电路板温度上升到50℃，接合温度顶多只需70℃左右;相比之下以往热阻抗一旦下降的话，LED芯片的接合温度就会遭到印刷电路板温度的影响。因而，必需设法下降LED芯片的温度，换句话说，下降LED芯片到焊接点的热阻抗，能够有用减轻LED芯片降温作用的担负。反过来说即便白光LED具有按捺热阻抗的结构，假如热量无法从封装传导到印刷电路板的话，LED温度上升的成果依然会使发光功率急剧跌落。因而，松下电工开发印刷电路板与封装一体化技能，该公司将1mm正方的蓝光LED以flip chip办法封装在陶瓷基板上，接着再将陶瓷基板粘贴在铜质印刷电路板外表，依据松下报道包括印刷电路板在内模组全体的热阻抗大约是15K/W左右。
各业者展示散热规划功力
咱们能够了解到由于散热器与印刷电路板之间的细密性直接左右热传导作用，因而印刷电路板的规划变得非常复杂。有鉴于此美国Lumileds与日本CITIZEN等照明设备、LED封装 厂商，相继开发高功率LED用简易散热技能，CITIZEN在2004年开端开端制造白光LED样品封装，不需要特别接合技能也能够将厚约2~3mm散热器的热量直接排放到外部，依据该CITIZEN报道尽管LED芯片的接合点到散热器的30K/W热阻抗比OSRAM的9K/W大，并且在一般环境下室温会使热阻抗添加1W左右，即便是传统印刷电路板无冷却电扇强制空冷状态下，该白光LED模组也能够接连点灯运用。Lumileds于2005年开端制造的高功率LED芯片，接合容许温度更高达+185℃，比其他公司同级产品高60℃，运用传统RF 4印刷电路板封装时，周围环境温度40℃范围内能够输入相当于1.5W电力的电流(大约是400mA)。所以Lumileds与CITIZEN是采纳前进接合点容许温度，德国OSRAM公司则是将LED芯片设置在散热器外表，到达9K/W超低热阻抗记载，该记载比OSRAM曩昔开发同级产品的热阻抗削减40%。值得一提的是该LED模组封装时，选用与传统办法相同的flip chip办法，不过LED模组与散热器接合时，则挑选最接近LED芯片发光层作为接合面，借此使发光层的热量能够以最短间隔传导排放。
曩昔LED从业者为了取得充沛的白光LED光束，从前开发大尺度LED芯片来到达预期方针。可实际上白光LED的施加电力继续逾越1W以上时光束反而会下降，发光功率相对下降20~30%。换句话说，白光LED的亮度假如要比传统LED大数倍，耗费电力特性逾越萤光灯的话，就必需战胜下列四大课题：按捺温升、保证运用寿数、改进发光功率，以及发光特性均等化。温升问题的处理办法是下降封装的热阻抗;保持LED的运用寿数的办法是改进芯片外形、选用小型芯片;改进LED的发光功率的办法是改进芯片结构、选用小型芯片;至于发光特性均匀化的办法是改进LED的封装办法，这些办法现已接连被开发中。
处理封装的散热问题才是底子办法
由于添加LED灯的电力反而会形成封装的热阻抗急剧降至10K/W以下，针对这个状况国外业者从前开发耐高温白光LED，企图借此改进上述问题。但是，实际上大功率LED 的发热量比小功率 LED高数十倍以上，并且温升还会使发光功率大幅跌落。即便封装技能答应高热量，不过LED芯片的接合温度却有或许逾越容许值，最终业者总算领悟到处理封装的散热问题才是底子办法。有关LED的运用寿数，例如改用矽质封装资料与陶瓷封装资料，能使LED的运用寿数前进一位数，尤其是白光LED的发光频谱含有波长低于450nm短波长光线，传统环氧树脂封装资料极易被短波长光线损坏，高功率白光LED的大光量更加快封装资料的劣化，依据业者测验 成果显现接连点灯不到一万小时，高功率白光LED的亮度现已下降一半以上，底子无法满意照明光源长命命的基本要求。
有关LED的发光功率，改进芯片结构与封装结构，都能够到达与低功率白光LED相同水准。首要原因是电流密度前进2倍以上时，不光不容易从大型芯片取出光线，成果反而会形成发光功率不如低功率白光LED的困境。假如改进芯片的电极结构，理论上就能够处理上述取光问题。
设法削减热阻抗、改进散热问题
在研制中有关发光特性均匀性，一般以为只需改进白光LED的萤光体资料浓度均匀性与萤光体的制造技能，应该能够战胜上述困扰。如上所述前进施加电力的一起，必需设法削减热阻抗、改进散热问题。具体内容分别是：下降芯片到封装的热阻抗、按捺封装至印刷电路基板的热阻抗、前进芯片的散热顺利性。为了下降热阻抗，许多国外LED厂商将LED芯片设置在铜与陶瓷资料制成的散热器(heat sink)外表，接着再用焊接办法将印刷电路板的散热用导线连接到运用冷却电扇强制空冷的散热器上。依据德国OSRAM Opto Semi conductors Gmb试验成果证明，上述结构的LED芯片到焊接点的热阻抗能够下降9K/W,大约是传统LED的1/6左右，封装后的LED施加2W的电力时，LED芯片的接合温度比焊接点高18K，即便印刷电路板温度上升到50℃，接合温度顶多只需70℃左右;相比之下以往热阻抗一旦下降的话，LED芯片的接合温度就会遭到印刷电路板温度的影响。因而，必需设法下降LED芯片的温度，换句话说，下降LED芯片到焊接点的热阻抗，能够有用减轻LED芯片降温作用的担负。反过来说即便白光LED具有按捺热阻抗的结构，假如热量无法从封装传导到印刷电路板的话，LED温度上升的成果依然会使发光功率急剧跌落。因而，松下电工开发印刷电路板与封装一体化技能，该公司将1mm正方的蓝光LED以flip chip办法封装在陶瓷基板上，接着再将陶瓷基板粘贴在铜质印刷电路板外表，依据松下报道包括印刷电路板在内模组全体的热阻抗大约是15K/W左右。
各业者展示散热规划功力
咱们能够了解到由于散热器与印刷电路板之间的细密性直接左右热传导作用，因而印刷电路板的规划变得非常复杂。有鉴于此美国Lumileds与日本CITIZEN等照明设备、LED封装 厂商，相继开发高功率LED用简易散热技能，CITIZEN在2004年开端开端制造白光LED样品封装，不需要特别接合技能也能够将厚约2~3mm散热器的热量直接排放到外部，依据该CITIZEN报道尽管LED芯片的接合点到散热器的30K/W热阻抗比OSRAM的9K/W大，并且在一般环境下室温会使热阻抗添加1W左右，即便是传统印刷电路板无冷却电扇强制空冷状态下，该白光LED模组也能够接连点灯运用。Lumileds于2005年开端制造的高功率LED芯片，接合容许温度更高达+185℃，比其他公司同级产品高60℃，运用传统RF 4印刷电路板封装时，周围环境温度40℃范围内能够输入相当于1.5W电力的电流(大约是400mA)。所以Lumileds与CITIZEN是采纳前进接合点容许温度，德国OSRAM公司则是将LED芯片设置在散热器外表，到达9K/W超低热阻抗记载，该记载比OSRAM曩昔开发同级产品的热阻抗削减40%。值得一提的是该LED模组封装时，选用与传统办法相同的flip chip办法，不过LED模组与散热器接合时，则挑选最接近LED芯片发光层作为接合面，借此使发光层的热量能够以最短间隔传导排放。
2003年东芝Lighting从前在400mm正方的铝合金外表，铺设发光功率为60lm/W低热阻抗白光LED，无冷却电扇等特别散热组件前提下，试制光束为300lm的LED模组。由于东芝Lighting具有丰厚的试制经历，因而该公司表明由于模仿剖析技能的前进，2006年之后逾越 60lm/W的白光LED，都能够轻松运用灯具、框体前进热传导性，或是运用冷却电扇强制空冷办法规划照明设备的散热，不需要特别散热技能的模组结构也能够运用白光LED。
改动封装资料按捺原料劣化与光线穿透率下降的速度
现在有关LED的长命化，LED厂商采纳的对策是改动封装资料，一起将萤光资料涣散在封装资料内，尤其是矽质封装资料比传统蓝光、近紫外光LED芯片上方环氧树脂封装资料，能够更有用按捺原料劣化与光线穿透率下降的速度。由于环氧树脂吸收波长为400~450nm的光线的百分比高达45%，矽质封装资料则低于1%，辉度折半的时刻环氧树脂不到一万小时，矽质封装资料能够延伸到四万小时左右，简直与照明设备的规划寿数相同，这意味着照明设备运用期间不需替换白光LED。不过矽质树脂归于高弹性柔软资料，加工时必需运用不会刮伤矽质树脂外表的制造技能，此外加工时矽质树脂极易附着粉屑，因而未来必需开发能够改进外表特性的技能。尽管矽质封装资料能够保证LED四万小时的运用寿数，但是照明设备业者却呈现不同的观点，首要争辩是传统白炽灯与萤光灯的运用寿数，被界说成“亮度降至30%以下”。亮度折半时刻为四万小时的LED，若换算成亮度降至30%以下的话，大约只剩二万小时左右。现在有两种延伸元件运用寿数的对策，分别是按捺白光LED全体的温升和停止运用树脂封装办法。
在文章最终咱们能够总结一下，假如完全履行上述的两项延寿对策就能够到达亮度30%时四万小时的要求。按捺白光LED温升能够选用冷却LED封装印刷电路板的办法，首要原因是封装树脂高温状态下，加上强光照耀会快速劣化，按照阿雷纽斯规律温度下降10℃寿数会延伸2倍。停止运用树脂封装能够完全消除劣化要素，由于LED发生的光线在封装树脂内反射，假如运用能够改动芯片旁边面光线跋涉方向的树脂原料反射板，则反射板会吸收光线，使光线的取出量急剧锐减。这也是LED厂商共同选用陶瓷系与金属系封装资料首要原因。
