(a) OSRAM LED的封裝方法

(b) CITIZEN LED的封裝方法

图1 LED排热构造

对于白光LED的长命化难题，现阶段LED生产商采用的防范措施是变动橡胶密封件，与此同时将莹光原材料分散化在橡胶密封件内，能够更合理地抑止材料劣变与光源透射率减少的速率。

因为环氧树脂胶消化吸收光波长为400~450nm 的光源的百分数达到45%，硅质的橡胶密封件则小于1%，环氧树脂胶色度递减的时长不上一万钟头，硅质的橡胶密封件能够增加到4万钟头上下（如图2所显示），基本上与照明灯具的设计方案使用寿命同样，这代表着照明灯具在运用期内不需拆换白光LED。但是硅质的橡胶密封件归属于高弹力绵软原材料，生产加工上需要应用不容易划伤硅质的橡胶密封件表层的制造技术性，除此之外制造上硅质的橡胶密封件非常容易粘附粉屑，因而以后务必开发设计能够改进表层特征的技术性。

图2 硅质的橡胶密封件与环氧树脂胶对LED电子光学特征的危害

尽管硅质的橡胶密封件能够保证 白光LED有4万钟头的使用期限，殊不知照明灯具业内有不一样的观点，关键争执是传统式日光灯与荧光灯管的使用期限被定位成“色度降到30%下列”，色度递减時间为4万钟头的白光LED，若计算成色度降到30%下列得话，大概只剩2万钟头。现阶段有二种增加零部件使用期限的防范措施，分别是：

① 抑止白光LED总体的升温。

② 停用环氧树脂封裝方法。

之上二项防范措施能够达到色度降到30%时使用期限达4万钟头的规定。抑止白光LED升温能够选用制冷白光LED封裝pcb电路板的方式 ，关键因素是封裝环氧树脂在高溫情况下，再加上强光照直射会迅速劣变，按照阿雷纽斯规律，溫度减少100℃时使用寿命会增加2倍。

停用环氧树脂封裝能够完全解决劣变要素，由于白光LED造成的光照在封裝环氧树脂内反射面，假如应用能够更改集成ic侧边光源行驶角度的环氧树脂材料反射层，因为反射层会吸取光源，因此 光源的取下量会骤减，这也是选用瓷器系与金属材料系封裝材质的首要缘故。LED封裝基钢板无环氧树脂化构造如图所示3所显示。

图3 LED封裝基钢板无环氧树脂化构造

有这两种办法还可以改进白光LED集成ic的发亮高效率：一种是使用的面积比中小型集成ic（1mm²上下）大10倍的大中型LED芯片；此外一种是运用好几个中小型高放光高效率LED芯片组成一个单个控制模块。尽管大中型LED芯片能够得到大光线，但是增加集成ic总面积会出现不良影响，比如集成ic内发亮层不匀称、发亮位置遭受局限性、集成ic內部发生的光源放射性到外界的时候会比较严重衰减系数等。对于上述难题，根据对白光LED的电极材料构造的改进，选用覆集成ic化封裝方法，与此同时融合集成ic表层再加上技术性，现阶段早已达到50lm/W的发亮高效率。大中型白光LED的封裝方法如图4所显示。相关集成ic总体的发亮层平等性，自打发生木梳状与网格图状P型电级这后，使电级也朝预设值方位发展趋势。

图4 大中型LED的封裝方法

相关覆集成ic化封裝方法，因为发亮层接近封裝端非常容易排出发热量，再加上发亮层的光源发送到外界时无电级遮掩的困惑，因此 英国Lumileds企业与日本丰田汽车协作早已宣布选用覆集成ic化封裝方法，集成ic表层生产加工能够避免 光源从集成ic內部朝集成ic外界发送时在页面处产生反射面，若在光源取下位置的蓝色宝石基钢板上设定凸凹状构造，集成ic外界的取光率能够提升30%上下。历经改进的大中型LED芯片封裝实体线能够使集成ic侧边射出去的光源朝封裝上边的反射层行驶，效率高取下集成ic內部光源的封裝尺寸是7mm×7mm上下。大中型LED的最终封裝方法如图所示5所显示。

图5 大中型LED的最终封裝方法

中小型LED芯片的发亮效果的提高好像比大中型LED芯片控制模块更合理。比如日本CITIZEN企业组成八个中小型LED芯片，做到60lm/W的高放光高效率。若应用日亚企业制造的0.3mm×0.3mm 中小型LED芯片，一个封裝控制模块数最多应用12个那样的集成ic，各LED芯片选用传统式线纹黏合封裝方法，增加输出功率是2W上下。

针对白光LED辉度与led色温不均衡难题，在应用上务必挑选电子光学特点相近的白光LED。实际上降低白光LED发亮特点的不均衡性、使LED芯片发亮特点一致化及其执行莹光体原材料浓度值遍布均衡化监管是十分关键的。

相关LED芯片的发亮特点，各生产商都是在十分积极地开展集成ic挑选、发亮特点的共享发展解决等以降低LED发亮特点不均衡难题，如松下电器公司已根据集成ic的挑选达到特点一致化的总体目标。该企业运用覆集成ic化方法，将64个LED芯片封裝在一片基钢板上，最终再各自遮盖莹光体。在生产时LED芯片先封裝在次基钢板检测发亮特点，然后将发亮特点一致的集成ic移殖封裝在主基钢板上。八个LED芯片封裝在一片基钢板上，即便 LED芯片的发亮特点不匀称，八个LED芯片累计的发亮特点在封裝中间的不匀称性会越来越特别小。运用好几个中小型LED芯片的组成提升发亮光波长匀称性的实际效果如图所示6所显示。

图6 运用好几个中小型LED芯片的组成提升发亮光波长匀称性

白光LED一般 是用含有莹光体材质的密封性环氧树脂立即包复LED芯片，这时密封性环氧树脂中莹光体材质的含量很有可能发生误差，最终导致白光LED的led色温遍布不匀称。因而，可将含莹光体材质的环氧树脂片状与LED芯片融合，因为片状薄厚与莹光体材质的浓度值历经严谨的管理方法，因此 白光LED的led色温遍布不均匀水平比传统的方法降低了4/5。业内觉得应用莹光体片状方法，相互配合LED芯片的发亮特点，更改莹光体的浓度值与片状的薄厚，就可以使白光LED的led色温转变 操纵在预计范畴内。

尽管说伴随着白光LED发亮效果的明显提高，将白光LED运用在照明灯具方面的几率也越来越大，可是很显然地，单只白光LED的流明值均稍低，因而以当前的封装类型是不大可能以单只白光LED来做到照明灯具所须要的流明度数。对于这人难题，现阶段主要的解决方案大概上可分成两大类：一类是较传统式地将多个LED构成灯源控制模块来应用，而在其中每只白光LED所须要的led驱动器与一般采用的同样（为20~30mA）；另一类方式是应用很大总面积的集成ic，这时不会再采用传统式的0.3mm²尺寸的集成ic，而选用0.6~1mm²尺寸的集成ic，并应用高工作电压来推动那样的发亮部件（一般为150~350mA，现阶段最大做到500mA之上）。但不管是应用哪种方式，都是会由于务必在很小的LED封裝中解决非常高的发热量，若部件没法散去这种发热量，除开各种各样封裝原材料会因为彼此之间热膨胀系数的差异而有商品稳定性的难题，集成ic的发亮高效率更会伴随着气温的升高而有突出地降低，并导致使用期限显著地减少。因而，怎样散去部件中的发热量，变成现阶段白光LED封裝技术性的主要课题研究。

针对白光LED来讲，最重要的是輸出的流明值及灯色，因此 白光LED的一端必然不可以挡光，而需应用高全透明实际效果的环氧树脂胶原材料包复。殊不知现在的环氧树脂胶基本上全是不磁屏蔽材料，因而针对现阶段的白光LED封裝技术性来讲，主要是运用其白光LED集成ic下边的金属材料脚座消散部件所发送的发热量。就现阶段的发展趋势来看，金属材料脚座原材料主要是以高热传导系数的资料为主导而构成的，如铝、铜乃至结构陶瓷等，但这种原材料与集成ic间的线膨胀系数差别甚大，若将其直接接触，很可能由于在环境温度增高时原材料间造成内应力而导致稳定性难题，因此一般都是在原材料间再加上具备适度传输指数及热膨胀系数的里面原材料做为间距。松下电器将企业多个白光LED做成在金属复合材料与金属材料系复合材质所做成的双层基钢板控制模块内以产生灯源控制模块，运用灯源基钢板的高传热实际效果，使灯源的输入输出在长期运用时仍能保持平稳。Lumileds生产制造的白光LED基钢板所运用的材质为具备高传输指数的铜料，再将其联接至特别制作的金属材料线路板，就可以兼具电源电路通断及提升导热实际效果。

功率大的白光LED商品的芯片制造技术性、封裝技术性貌似早已变成 亮度高白光LED的主要技术性，殊不知与大集成ic有关的工艺技术及封裝技术性不只是将集成ic总面积做大，若期待将白光LED运用于亮度高照明灯具行业，有关工艺仍尚需进一步科学研究。

白光LED运用于一般照明行业也有众多难题必须处理，最先是白光LED的效果提高，比如GaInN系的绿色光、高清蓝光及其近紫外线LED的高效率仍有较大的开发设计裕量。除此之外，综合能源高效率的內部量子效率的增强是最重要的新项目，內部量子效率由活力层的非发亮再融合百分数与发亮再融合百分数所决策，因而能够把聚焦点定位在非发亮再融合这一部分，并想方设法减少结晶体缺点。而降低紫外线LED的转位密度的确能够明显增强內部量子效率，将来务必对于紫外线LED进一步减少它的转位密度。但是此项防范措施对绿色光、高清蓝光LED并沒有显著的危害。

绿色光与高清蓝光LED在低电流强度（约1A/cm²）时具备较大的量子效率，在高电流强度时量子效率反倒会降低，如图所示7所显示。从成本费见解考虑到的时候期待LED可以以高电流强度来推动，与此同时尽量提升部件的功率，因而早日解除绿色光与高清蓝光LED高电流强度时量子效率降低的原理与缘故，不单单是材料科学特点探寻上的必须 ，此项科学研究针对未来应用也是有着至关重要的人物角色。现阶段的科学研究表明紫光LED（光波长为382nm）即便 增加高电流强度（50A/cm²），量子效率也不会降低。

图7 GaInN 系 LED的量子效率与电流强度的关联

传统式的白光LED全是将周长为200~350μm的方形集成电路芯片成圆口柱外观设计，以后因为得到照明灯具所须要的光线，再将已封裝的好几个白光LED部件排成引流矩阵状。单纯性以高功率为目标而尤其研发出的范围比过去集成ic大6~10倍，尺寸达到500μm~1mm的白光LED，尽管封裝后可得到百余毫瓦（数十流明度）的功率，可是增加集成ic的尺寸，反倒使白光LED內部的吸光比例提升、外界取光率减少。就以AlGaInP LED为例子，集成ic的尺寸从0.22mm×0.22mm增加为0.50mm×0.50mm后，外界取光率反倒减少20%上下。假如改成TIP构造，內部多种反射面的效果促使內部光消化率减少，外界取光率则明显增强。GaInN LED 也是有同样的实际效果。如何提高LED芯片的外界取光率是LED运用于一般照明行业的重要。除此之外，高的热特性阻抗（150~200K/W）对亮度高輸出非常不好。LED內部量子效率对活力层溫度的依赖度巨大，因而除开低烧特性阻抗封裝技术性以外，运用散热器清除活力层的热气变成 将来产品研发的网络热点.