過去LED 業(yè)者為了獲得充分的白光LED 光束，曾經(jīng)開發(fā)大尺寸LED芯片 試圖藉此方式達到預(yù)期目標。不過，實際上白光LED的施加電力持續(xù)超過1W以上時光束反而會下降，發(fā)光效率相對降低20~30%。換句話說，白光LED的亮度如果要比傳統(tǒng)LED大數(shù)倍，消耗電力特性超越熒光燈的話，就必需克服下列四大課題：抑制溫升、確保使用壽命、改善發(fā)光效率，以及發(fā)光特性均等化。

　　溫升問題的解決方法是降低封裝的熱阻抗；維持LED的使用壽命的方法是改善芯片外形、采用小型芯片；改善LED的發(fā)光效率的方法是改善芯片結(jié)構(gòu)、采用小型芯片；至于發(fā)光特性均勻化的方法是改善LED的封裝方法，這些方法已經(jīng)陸續(xù)被開發(fā)中。

　　解決封裝的散熱問題才是根本方法

　　由于增加電力反而會造成封裝的熱阻抗急劇降至10K/W以下，因此國外業(yè)者曾經(jīng)開發(fā)耐高溫白光LED，試圖藉此改善上述問題。然而，實際上大功率LED 的發(fā)熱量比小功率 LED高數(shù)十倍以上，而且溫升還會使發(fā)光效率大幅下跌。即使封裝技術(shù)允許高熱量，不過LED芯片的接合溫度卻有可能超過容許值，最后業(yè)者終于領(lǐng)悟到解決封裝的散熱問題才是根本方法。

　　有關(guān)LED的使用壽命，例如改用硅質(zhì)封裝材料與陶瓷封裝材料，能使LED的使用壽命提高一位數(shù)，尤其是白光LED的發(fā)光頻譜含有波長低于450nm短波長光線，傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂封裝材料極易被短波長光線破壞，高功率白光LED的大光量更加速封裝材料的劣化，根據(jù)業(yè)者測試 結(jié)果顯示，連續(xù)點燈不到一萬小時，高功率白光LED的亮度已經(jīng)降低一半以上，根本無法滿足照明光源長壽命的基本要求。

　　有關(guān)LED的發(fā)光效率，改善芯片結(jié)構(gòu)與封裝結(jié)構(gòu)，都可以達到與低功率白光LED相同水平。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的窘境。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。

　　設(shè)法減少熱阻抗、改善散熱問題

　　有關(guān)發(fā)光特性均勻性，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)，應(yīng)該可以克服上述困擾。如上所述提高施加電力的同時，必需設(shè)法減少熱阻抗、改善散熱問題。具體內(nèi)容分別是：降低芯片到封裝的熱阻抗、抑制封裝至印刷電路基板的熱阻抗、提高芯片的散熱順暢性。

　　為了降低熱阻抗，許多國外LED廠商將LED芯片設(shè)置在銅與陶瓷材料制成的散熱器(heat sink)表面，接著再用焊接方式將印刷電路板的散熱用導線連接到利用冷卻風扇強制空冷的散熱器上。根據(jù)德國OSRAM Opto Semi conductors 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的電力時，LED芯片的接合溫度比焊接點高18K，即使印刷電路板溫度上升到50℃，接合溫度頂多只有70℃左右；相比之下以往熱阻抗一旦降低的話，LED芯片的接合溫度就會受到印刷電路板溫度的影響。因此，必需設(shè)法降低LED芯片的溫度，換句話說，降低LED芯片到焊接點的熱阻抗，可以有效減輕LED芯片降溫作用的負擔。反過來說即使白光LED具備抑制熱阻抗的結(jié)構(gòu)，如果熱量無法從封裝傳導到印刷電路板的話，LED溫度上升的結(jié)果仍然會使發(fā)光效率急劇下跌。因此，松下電工開發(fā)印刷電路板與封裝一體化技術(shù)，該公司將1mm正方的藍光LED以flip chip方式封裝在陶瓷基板上，接著再將陶瓷基板粘貼在銅質(zhì)印刷電路板表面，根據(jù)松下報導包含印刷電路板在內(nèi)模塊整體的熱阻抗大約是15K/W左右。