过去，为了获得足够的白光LED光束，LED制造商已经开发出大尺寸的LED芯片，以试图以此方式实现所需的目标。但是，实际上，当白色LED的施加功率持续超过1W以上时，光束会下降，发光效率相对降低20〜30％。换句话说，如果白光LED的亮度是传统LED的几倍，则功耗特性将超过荧光灯。对于电灯，有必要克服以下四个主要问题：抑制温度上升，确保使用寿命，提高发光效率和均衡发光特性。

解决温升问题的方法是降低封装的热阻；维持LED使用寿命的方法是改善芯片形状并使用小芯片。提高LED发光效率的方法是改善芯片结构并使用小芯片。关于发光特性的均匀性该方法是为了改善LED的封装方法，这些方法已经陆续开发。

解决封装的散热问题是基本方法

由于增加电力反而会造成封装的热阻抗急剧降至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是基本方法。

关于LED的使用寿命，例如，使用硅包装材料和陶瓷包装材料可以将LED的使用寿命提高一位数，特别是白色LED的发光光谱包含450nm以下的短波长光。传统的环氧树脂包装这种材料容易被短波长的光损坏，大功率白光LED的大光量加速了包装材料的老化。根据业界的测试结果，大功率白光LED的亮度降低了一半以上，根本无法满足。长寿命光源的基本要求。

关于LED的发光效率，芯片结构和封装结构的改善可以达到与低功率白光LED相同的水平。主要原因是，当电流密度增加2倍以上时，不仅很难从大芯片上取光，而且会导致发光效率不如低发光效率的困境。电源的白色LED。如果改善芯片的电极结构，则理论上可以解决上述光提取问题。

尝试降低热阻并改善散热

有关发光特性均匀性，一般认为只要改善白光LED的萤光体材料浓度均匀性与萤光体的制作技术，应该可以克服上述困扰。如上所述提高施加电力的同时，必需尝试降低热阻并改善散热。具体内容分别是：降低芯片到封装的热阻抗、抑制封装至印刷电路基板的热阻抗、提高芯片的散热顺畅性。

为了降低热阻，许多国外的LED制造商将LED芯片放在由铜和陶瓷材料制成的散热器的表面上，然后通过焊接将印刷电路板的散热线连接到强制风冷在散热器上使用冷却风扇。根据德国欧司朗光电半导体Gmb的实验结果，上述LED芯片对焊点的热阻可降低9K / W，约为传统LED的1/6。当封装的LED施加2W的功率时，LED芯片的接合温度比焊点高18K。即使印刷电路板的温度升至50℃，粘合温度也至多约70℃。相反，一旦降低了热阻，LED芯片的键合温度将受到印刷电路板温度的影响。因此，有必要尝试降低LED芯片的温度，换句话说，降低LED芯片对焊点的热阻，可以有效减轻LED芯片的散热效果负担。相反，即使白色LED具有抑制热阻的结构，如果不能将热量从封装件传导至印刷电路板，LED温度升高的结果仍将导致发光效率急剧下降。因此，松下电器开发了用于印刷电路板和包装的集成技术。该公司使用倒装芯片将1mm方形蓝色LED封装在陶瓷基板上，然后将陶瓷基板粘贴到铜印刷电路板的表面。根据松下的报告，整个印刷电路板内部模块的热阻约为15K / W。

多家公司展示了散热设计的力量

由于散热器和印刷电路板之间的紧凑性直接影响导热效果，因此印刷电路板的设计变得非常复杂。有鉴于此，美国Lumileds和日本CITIZEN等照明设备和LED封装制造商已经相继开发了用于大功率LED的简单散热技术。 CITIZEN从2004年开始制造白色LED样品封装，如果没有特殊的粘接技术，它的厚度可以达到2〜左右。 3mm散热器的热量直接散发到外部。根据CITIZEN报告，尽管LED芯片到散热器的30K / W结的热阻大于OSRAM的9K / W，并且在一般情况下室温会使热阻增加约1W。即使在没有冷却风扇强制风冷的传统印刷电路板上，白色LED模块也可以连续使用。

Lumileds从2005年开始制造大功率LED芯片。键合允许温度高达+ 185°C，比其他公司相同水平的产品高60°C。当使用传统的RF 4印刷电路板封装时，可以在40°C以内输入环境温度。该电流等效于1.5W功率（约400mA）。因此，Lumileds和CITIZEN将提高结点的允许温度，德国欧司朗公司将在散热片表面设置LED芯片，以实现9K / W的超低热阻记录，即40％低于过去由欧司朗开发的同级别产品的热阻。值得一提的是，LED模块采用与传统方法相同的倒装芯片方法进行封装，但是当将LED模块连接到散热器时，选择最靠近LED芯片的发光层作为键合表面，从而制作发光层热量可以在最短的距离内传导和释放。

2003年，东芝照明公司在400毫米见方的铝合金表面的前提下，试制了光束为300 lm的LED模块，并采用了低阻抗白色LED，发光效率为60 lm / W，并且没有特殊的冷却组件，例如冷却风扇。由于东芝照明公司具有丰富的试生产经验，该公司表示，由于模拟分析技术的进步，2006年以后亮度超过60lm / W的白色LED可以轻松地使用灯和框架来提高导热性，或者使用冷却风扇强制进行空气冷却照明设备的散热设计可以使用白色LED，而无需特殊的散热技术。

更换包装材料以抑制材料变质和光透过速度

关于LED的寿命，LED制造商当前采取的对策是改变包装材料，同时将荧光材料分散在包装材料中，特别是硅包装材料比传统的蓝色和蓝色的环氧树脂包装材料更多。近紫外线LED芯片。它可以更有效地抑制材料降解的速度和透光率的降低。由于环氧树脂吸收波长为400〜450nm的光的比例高达45％，并且硅封装材料小于1％，因此亮度减半时间小于10,000小时。硅封装材料可以延长到大约40,000小时，这几乎与照明设备的设计寿命相同，这意味着在照明设备使用期间无需更换白光LED。但是，硅树脂是高弹性和柔软的材料，并且在加工过程中必须使用它而不会刮擦硅树脂的表面。另外，由于制造技术上硅树脂在加工过程中很容易粘附在灰尘上，因此在将来，有必要开发能够改善表面特性的技术。

尽管硅包装材料可以确保40,000小时的LED寿命，但照明设备制造商却持有不同的看法。主要论点是将传统白炽灯和荧光灯的使用寿命定义为“亮度低于30％”。对于亮度减半时间为40,000小时的LED，如果将其转换为低于30％的亮度，则只剩下大约20,000小时。目前，有两种对策来延长组件的使用寿命，即抑制整个白色LED的温度升高，并停止使用树脂封装。

通常认为，如果彻底实施以上两种延长寿命的措施，则可以在30％的亮度下达到40,000小时的要求。为了抑制白色LED的温度上升，可以使用冷却LED封装印刷电路板的方法。主要原因是包装树脂的高温，再加上强光照射，将迅速恶化。根据Arrhenius规则，温度将降低10°C，寿命将增加一倍。停止使用树脂封装可以完全消除劣化因素，因为LED产生的光在封装树脂中反射。如果使用树脂反射器，该反射器可以改变光在芯片侧面的传播方向，则反射器将吸收光并使提取的光量锐减。这也是LED制造商始终使用陶瓷和金属基包装材料的主要原因。