白光LED长寿大功率低耗电技术

    过去LED业者为了获利充分的白光LED光束，曾经开发大尺寸LED芯片试图借此方式达成预期目标，不过实际上白光LED的施加电力持续超过1W以上时光束反而会下降，发光效率则相对降低20～30％，换句话说白光LED的亮度如果要比传统LED大数倍，消费电力特性希望超越荧光灯的话，就必需先克服下列的四大课题:a.抑制温升；b.确保使用寿命；c.改善发光效率；d.发光特性均等化。　　　　有关温升问题具体方法是降低封装的热阻抗；维持LED的使用寿命具体方法，是改善芯片外形、采用小型芯片；改善LED的发光效率具体方法是改善芯片结构、采用小型芯片；至于发光特性均匀化具体方法是LED的改善封装方法，一般认为2005～2006年白光LED可望开始采用上述对策。　　　　开发经纬增加电力反而会造成封装的热阻抗急遽降至10K/W以下，因此国外业者曾经开发耐高温白光LED试图借此改善上述问题，然而实际上大功率LED的发热量却比小功率LED高数十倍以上，而且温升还会使发光效率大幅下跌，即使封装技术允许高热量不过LED芯片的接合温度却有可能超过容许值，最后业者终于领悟到解决封装的散热问题才是根本方法。　　　　有关LED的使用寿命，例如改用硅质密封材料与陶瓷封装材料，能使LED的使用寿命提高10％，尤其是白光LED的发光频谱含有波长低于450nm短波长光线，传统环氧树脂密封材料极易被短波长光线破坏，高功率白光LED的大光量更加速密封材料的劣化，根据业者测试结果显示连续点灯不到一万小时，高功率白光LED的亮度已经降低一半以上，根本无法满足照明光源长寿命的基本要求。　　　　有关LED的发光效率，改善芯片结构与封装结构，都可以达到与低功率白光LED相同水准，主要原因是电流密度提高2倍以上时，不但不容易从大型芯片取出光线，结果反而会造成发光效率不如低功率白光LED的窘境，如果改善芯片的电极构造，理论上就可以解决上述取光问题。　　　　有关发光特性均匀性，一般认为只要改善白光LED的荧光体材料浓度均匀性，与荧光体的制作技术应该可以克服上述困扰。　　　　如上所述提高施加电力的同时，必需设法减少热阻抗、改善散热问题，具体内容分别是:　　　　①降低芯片到封装的热阻抗　　　　②抑制封装至印刷电路基板的热阻抗　　　　③提高芯片的散热顺畅性

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