提高白光LED使用壽命的具體方法是改善芯片外形,，采用小型芯片,。因白光LED的發(fā)光頻譜中含有波長低于450nm的短波長光線，傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂密封材料極易被短波長光線破壞,，高功率白光LED的大光量更加速了密封材料的劣化,。改用硅質(zhì)密封材料與陶瓷封裝材料，能使白光LED的使用壽命提高一位數(shù),。

改善白光LED的發(fā)光效率的具體方法是改善芯片結(jié)構(gòu)與封裝結(jié)構(gòu),，達到與低功率白光LED相同的水準，主要原因是電流密度提高2倍以上時,，不但不容易從大型芯片取出光線,，結(jié)果反而會造成發(fā)光效率不如低功率白光LED，如果改善芯片的電極構(gòu)造,，理論上就可以解決上述取光問題,。

實現(xiàn)發(fā)光特性均勻化的具體方法是改善白光LED的封裝方法，一般認為只要改善白光LED的熒光體材料濃度均勻性與熒光體的制作技術(shù)就可以克服上述困擾,。

減少熱阻抗,、改善散熱問題的具體內(nèi)容分別是：

①降低芯片到封裝的熱阻抗。

②抑制封裝至印制電路基板的熱阻抗,。

③提高芯片的散熱順暢性,。

為了降低熱阻抗，國外許多LED廠商將LED芯片設(shè)在銅與陶瓷材料制成的散熱鰭片表面,，如圖1所示,，用焊接方式將印制電路板上散熱用導(dǎo)線連接到利用冷卻風扇強制空冷的散熱鰭片上。德國OSRAM Opto Semiconductors Gmb 實驗結(jié)果證實,，上述結(jié)構(gòu)的LED芯片到焊接點的熱阻抗可以降低9K/W,，大約是傳統(tǒng)LED的1/6左右。封裝后的LED施加2W的電功率時,，LED芯片的溫度比焊接點高18℃,，即使印制電路板的溫度上升到500℃，LED芯片的溫度也只有700℃左右,。熱阻抗一旦降低,，LED芯片的溫度就會受到印制電路板溫度的影響，為此必須降低LED芯片到焊接點的熱阻抗,。反過來說,，即使白光LED具備抑制熱阻抗的結(jié)構(gòu)，如果熱量無法從LED封裝傳導(dǎo)到印制電路板的話,， LED溫度的上升將使其發(fā)光效率下降,，因此松下公司開發(fā)出了印制電路板與封裝一體化技術(shù),，該公司將邊長為1mm的正方形藍光LED以覆芯片化方式封裝在陶瓷基板上，接著再將陶瓷基板粘貼在銅質(zhì)印制電路板表面,，包含印制電路板在內(nèi)模塊整體的熱阻抗大約是15K/W,。

針對白光LED的長壽化問題，目前LED廠商采取的對策是變更密封材料,，同時將熒光材料分散在密封材料內(nèi),，可以更有效地抑制材質(zhì)劣化與光線穿透率降低的速度。

由于環(huán)氧樹脂吸收波長為400~450nm 的光線的百分比高達45%,，硅質(zhì)密封材料則低于1%,，環(huán)氧樹脂亮度減半的時間不到1萬小時，硅質(zhì)密封材料可以延長到4萬小時左右,，幾乎與照明設(shè)備的設(shè)計壽命相同,，這意味著照明設(shè)備在使用期間不需更換白光LED。不過硅質(zhì)密封材料屬于高彈性柔軟材料,，加工上必須使用不會刮傷硅質(zhì)密封材料表面的制作技術(shù),，此外制程上硅質(zhì)密封材料極易附著粉屑，因此未來必須開發(fā)可以改善表面特性的技術(shù),。

雖然硅質(zhì)密封材料可以確保白光LED有4萬小時的使用壽命,，然而照明設(shè)備業(yè)界有不同的看法，主要爭論是傳統(tǒng)白熾燈與熒光燈的使用壽命被定義成“亮度降至 30%以下”,，亮度減半時間為4萬小時的白光LED,，若換算成亮度降至30%以下的話，大約只剩2萬小時,。目前有兩種延長組件使用壽命的對策,，分別是：

①抑制白光LED整體的溫升。

②停止使用樹脂封裝方式,。

以上兩項對策可以達成亮度降至30%時使用壽命達4萬小時的要求,。抑制白光LED溫升可以采用冷卻白光LED封裝印制電路板的方法，主要原因是封裝樹脂在高溫狀態(tài)下,，加上強光照射會快速劣化,，依照阿雷紐斯法則，溫度降低100℃時壽命會延長2倍,。

停止使用樹脂封裝可以徹底消滅劣化因素,，因為白光LED產(chǎn)生的光線在封裝樹脂內(nèi)反射，如果使用可以改變芯片側(cè)面光線行進方向的樹脂材質(zhì)反射板,，由于反射板會吸收光線,，所以光線的取出量會銳減，這也是采用陶瓷系與金屬系封裝材料的主要原因。

有兩種方法可以改善白光LED芯片的發(fā)光效率：一種是使用面積比小型芯片（1mm2左右）大10倍的大型 LED芯片,；另外一種是利用多個小型高發(fā)光效率LED芯片組合成一個單體模塊,。雖然大型LED芯片可以獲得大光束，不過加大芯片面積會有負面影響,，例如芯片內(nèi)發(fā)光層不均勻,、發(fā)光部位受到局限,、芯片內(nèi)部產(chǎn)生的光線放射到外部時會嚴重衰減等,。針對以上問題，通過對白光LED的電極結(jié)構(gòu)的改良,，采用覆芯片化封裝方式,，同時整合芯片表面加上技術(shù)，目前已經(jīng)達成50lm/W的發(fā)光效率,。大型白光LED的封裝方式如圖4所示,。有關(guān)芯片整體的發(fā)光層均等性，自從出現(xiàn)梳子狀與網(wǎng)格狀P型電極這后,，使電極也朝Z佳化方向發(fā)展,。

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