高功率白光LED散热与寿命问题改善设计.docx
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2019-09-05
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高功率白光 LED 散热与寿命问题改善设计
在众多环保光源应用方案中，LED
是相对其他光源方案更为节能、便于组装设计的一
种光源技术，其中，在照明光源应用中，高功率白光 LED
使用则为最频繁的发光元器件，
但白光 LED
虽在发光效率、单颗功率各方面表现均有研发进展，实际上白光 LED 仍存在
发光均匀性、封装材料寿命等问题，尤其在芯片散热的应用限制，则为开发 LED 光源应用
首要必须改善的问题。
高功率白光 LED 应用于日常照明用途，其实在环保光源日益受到重视后，已经成为开
发环保光源的首要选择。但实际上白光 LED 仍有许多技术上的瓶颈尚待克服，目前已有相
关改善方案，用以强化白光 LED 在发光均匀性、封装材料寿命、散热强化等各方面设计瓶
颈，进行重点功能与效能之改善。
环保光源需求增加高功率白光 LED 应用出线
LED 光源受到青睐的主因，不外乎产品寿命长、光-电转换效率高、材料特性可在任意
平面进行嵌装等特性。但在发展日常照明光源方面，由于需达到实用的“照明”需求，原以
指示用途的 LED 就无法直接对应照明应用，必须从芯片、封装、载板、制作技术与外部电
路各方面进行强化，才能达到照明用途所需的高功率、高亮度照明效用。
就市场需求层面观察，针对照明应用市场开发的白光 LED，可以说是未来用量较高的
产品项目，但为达到使用效用，白光 LED 必须针对照明应用进行重点功能改善。其一是针
对 LED 芯片进行强化，例如，增加其光-电转换效率，或是加大芯片面积，让单个 LED 的
发光量(光通量)达到其设计极限。其二，属于较折衷的设计方案，若在持续加大单片 LED
芯片面积较困难的前提下，改用多片 LED 芯片封装在同一个光源模组，也是可以达到接近
前述方法的实用技术方案。
以多芯片封装满足低成本、高亮度设计要求
就产业实务需求检视，碍于量产弹性、设计难度与控制产品良率／成本问题，LED 芯
片持续加大会碰到成本与良率的设计瓶颈。一昧的加大芯片面积可能会碰到的设计困难，
并非技术上与生产技术办不到，而是在成本与效益考量上，大面积之 LED 芯片成本较高，
而且对于实际制造需求的变更设计弹性较低。
反而是利用多片芯片的整合封装方式，让多片 LED 小芯片在载板上的等距排列，利用
打线连接各芯片、搭配光学封装材料的整体封装，形成一光源模组产品，而多片封装可以
在进行芯片测试后，利用二次加工整合成一个等效大芯片的光源模组，但却在制作弹性上
较单片设计 LED 光源用元件要更具弹性。
同时，多片之 LED 芯片模组解决方案，其生产成本也可因为芯片成本而大幅降低，等
于在获得单片式设计方案同等光通量下，拥有成本更低的开发选项。多芯片整合光源模组
仍需考量成本效益最大化
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