LED封裝所驅(qū)動的功率大小受限于封裝體熱阻與所搭配之散熱模塊(Rca)，兩者決定LED的系統(tǒng)熱阻和穩(wěn)態(tài)所能忍受的最大功率值。為降低封裝熱阻，業(yè)者試圖加大封裝體內(nèi)LED晶粒分布距離，然LED晶粒分布面積不宜太大，過大的發(fā)光面積會使后續(xù)光學(xué)難以處理，也限制該產(chǎn)品的應(yīng)用。不可一味將更多的LED晶粒封裝于單一體內(nèi)，以求達(dá)到高功率封裝目的，因?yàn)槿杂兄T多因素待考慮，尤其是對于應(yīng)用面。

　　多晶粒封裝材料不斷發(fā)展

　　隨著LED封裝功率提升，多晶粒封裝(Multi-chip Package)成為趨勢，傳統(tǒng)高功率LED封裝多采用塑料射出之預(yù)成型導(dǎo)線架(Pre-mold Lead Frame)方式(圖1a)，封裝載體(Carrier)又稱為芯片承載(Die Pad)，為一連續(xù)的金屬塊，已無法滿足多晶粒串接之電性需求，電性串并聯(lián)方式直接影響LED晶粒電測分檔(Bin)的精密程度、可靠度壽命以及封裝體在應(yīng)用時(shí)所需要的驅(qū)動電路設(shè)計(jì)。于是眾多LED封裝型式陸續(xù)被提出，圖2舉出幾個代表性高功率LED封裝典型例子。

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　　圖1　常見高功率LED封裝結(jié)構(gòu)示意

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　　圖2　典型具代表性之高功率LED封裝

　　廣為業(yè)界使用的高功率LED封裝結(jié)構(gòu)，主要的差異大致可從封裝載體之材料選用做區(qū)分，實(shí)現(xiàn)方式不外乎采用高導(dǎo)熱陶瓷基材或直接在金屬基材上做植晶封裝(圖1b)，成為板上芯片(Chip On Board， COB)的封裝形式。但因?yàn)楦邔?dǎo)熱陶瓷基材價(jià)格居高不下，另有經(jīng)濟(jì)的選擇，為使用低導(dǎo)熱積層陶瓷配合熱導(dǎo)通孔(Thermal Via)的設(shè)計(jì)(圖1c)，熱導(dǎo)通孔內(nèi)添入燒結(jié)金屬(如銀材)作為導(dǎo)熱路徑;此外，亦另有先進(jìn)的作法，是使用半導(dǎo)體制程硅材為載體(圖1d)達(dá)到熱電分離，同時(shí)兼具高功率密度和低熱阻(<0.5℃/W)特性，可望將高功率LED封裝導(dǎo)入另一項(xiàng)革命。隨著LED功率和功率密度升級，將加速LED在各應(yīng)用領(lǐng)域逐次取代傳統(tǒng)光源。

　　一級光學(xué)鏡片封裝材料選用舉足輕重

　　耐高溫且穩(wěn)定的封合膠體(Encapsulation)已被廣泛采用，不同硅膠基材間的取舍，除了加工性外，主要在于折射率的考慮，其將影響封裝體的光學(xué)特性，此包括光分配(Beam Distribution)與出光效率等。為維持穩(wěn)定一致的光學(xué)質(zhì)量，賦予一級光學(xué)鏡片(Primary Lens)有其必要性，好的鏡片設(shè)計(jì)可提供更佳的光輸出質(zhì)量，如更均勻的光強(qiáng)度、色坐標(biāo)分布等，對于LED的有效出光有絕對的影響。

　　一級光學(xué)鏡片的設(shè)計(jì)，各家自有其道，一般在第一階出光多采用大出光角(≧120o)方式，再透過后續(xù)的二階光學(xué)處理調(diào)整達(dá)所需要的光形，大出光角的另一好處，是有利于將光萃取出來，呈現(xiàn)更好的發(fā)光效率值。

　　一級光學(xué)材料的選用是很大的關(guān)鍵點(diǎn)，在過去，受限于可光學(xué)成型材料的瓶頸，多數(shù)以光學(xué)聚碳酸脂(PC)或光學(xué)壓克力(PMMA)材質(zhì)為主(低階產(chǎn)品甚或有使用氧樹脂的例子)，現(xiàn)階段因硅膠材性質(zhì)已多有突破，陸續(xù)被使用在一級光學(xué)鏡片，然因膠材乃屬黏彈性非堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)，在光學(xué)精準(zhǔn)性上會受到交鏈反應(yīng)收縮程度差異影響，同時(shí)因硅膠容易吸收水氣，在高潮濕環(huán)境下，硅膠鏡片可能因吸濕膨脹而使原先設(shè)計(jì)的配光發(fā)生變化，硅膠材應(yīng)用在高功率LED封裝，適處于推廣階段。至于在光學(xué)鏡片材料選用上，還有另一種可行方式，對于實(shí)現(xiàn)更精致光學(xué)質(zhì)量與高度可靠度需求者，可選用穩(wěn)定的玻璃鏡片，滿足長壽命和容許惡劣使用環(huán)境下嚴(yán)格考驗(yàn)。