淺談LED芯片未來發(fā)展趨勢

　　未來LED芯片的發(fā)展方向，一定是密切的結合封裝的技術來發(fā)展。在封裝的技術越來越成熟的基礎之上，LED芯片的尺寸將會越做越小，LED芯片亮度越來越亮，驅動電流越來越大。

　　2001年，臺灣LED小功率芯片14*14mil的最高光通量為0.5LM。到2012年，臺灣LED小功率芯片10*23mil最高光通量已達到為10LM。

　　2001年，臺灣LED大功率芯片45*45mil的最高光通量為10LM。到2012年，臺灣LED大功率芯片45*45mil最高光通量已達到140LM。

　　未來，LED芯片的光通量增長可能會越來越慢了，而LED芯片的發(fā)展方向也成為行業(yè)內極為關注的一大問題。我認為，未來LED芯片將朝著光效越來越高，尺寸越來越小，驅動電源越來越大這三個方向發(fā)展。

　　在探討這個話題之前，我們先來看看LED芯片尺寸大小、電流、電壓、功率與熱量、溫度之間的關系。

　?、偈紫?，我們要理解一條公式：功率=電流*電壓。

　?、谄浯?，我們要理解一個定律：能量守恒定律——各種能量形式互相轉換是有方向和條件限制的，能量互相轉換時其量值不變，即能量是不能被創(chuàng)造或消滅的。

　?、墼僬?，我們還要理解通過LED芯片的電能能量轉化的形態(tài)分為兩種：熱能與光能。

　?、苡缮厦娴墓?、定律及轉化形態(tài)得出以下小結：LED芯片尺寸無論大小，只要其功率(電能)一樣，光通量(光能)一樣，那么，LED芯片把電能能量轉化為熱能的熱量也就一樣。

　?、萦傻冖茳c出發(fā)，假設LED芯片把電能轉化為光能與熱能的過程中，其熱能完全不能導出，那么，可得到如下結論：LED芯片尺寸的大小與LED芯片溫度的關系就成反比。再簡單的說，就是大尺寸的芯片及小尺寸的芯片分攤同樣一個熱能，小尺寸的芯片溫度相對來說要比大尺寸的芯片溫度要高。

　?、迯南嗤娏黩寗硬煌叽缧酒瑏矸治觯?/P>

　　11*24mil=264mil2，可適用20mA電流驅動，264mil2/20mA=13.2mil2/mA；

　　6*6mil=36mil2，也可適用20mA電流驅動；36mil2/20mA=1.8mil2/mA；

　　從上面可得出結論：芯片尺寸的大小到底適合多大電流的驅動，是沒有固定公式的。

　　我們知道，11*24mil一般是藍白光芯片，襯底為Al2O3(三氧化二鋁也叫藍寶石，透明體)，也沒有電極，兩個電極都制作在芯片的同一面——表面。這種結構稱為表面芯片結構。

　　6*6mil一般是紅光芯片，襯底一般為GaAs(砷化鎵，吸光，黑灰色固體)，能導電，襯底一般為負極，表面制作一個正極，這種結構稱為垂直芯片結構。

　　由上面兩類不同的芯片結構可分析出：只要能盡快有效地把LED芯片的熱能導出來，驅動電流的大小對尺寸大小不一的LED芯片的影響是沒有關系的。

　?、哂梢陨狭c可推論出：熱阻相同、熱能導管大小相同的大小尺寸不一的LED芯片，如熱量相當，那么，尺寸大的LED芯片溫度相對要低，尺寸小的LED芯片溫度相對要高。

　?、噙M而可推論出：熱量相當?shù)某叽绱笮∠嗤腖ED芯片，如熱阻相同，熱能導管越大，該LED芯片的溫度相對要低，反之要高。

　　目前，市場上的小功率插件白光可達到15000小時零光衰，差的大功率LED芯片1000小時光衰在30%以上。結合剛才第⑧點里的推論，我們可以設想： 芯片尺寸不管大小，驅動電流不管大小，只要能迅速的把LED芯片的熱量快速的傳導出來，降低LED芯片工作時的溫度，LED芯片的壽命就一定有保證；而不 管芯片尺寸多大，也不管驅動電流多低，只要LED芯片工作時的溫度超過一定的數(shù)值時，LED芯片的壽命就一定出問題。

　　現(xiàn)在，LED照明普及化的瓶頸在于價格上面，如果LED芯片尺寸大小與LED的光通量成正比，那么，LED芯片尺寸越大，成本越高，反之越低。如 果兩個相同尺寸的LED芯片封裝成LED燈珠后，使用相同的電流驅動，其光通量是相同的情況之下，那么，哪個燈珠能承受的驅動電流越大，其價值越大，并 且，相對表明更能承受大電流驅動的那顆LED燈珠的封裝技術更優(yōu)越、更先進！

　　根據(jù)以上，未來LED芯片的發(fā)展方向，一定是密切的結合封裝的技術來發(fā)展。在封裝的技術越來越成熟的基礎之上，LED芯片的尺寸將會越做越小，LED芯片亮度越來越亮，驅動電流越來越大。

　　而在LED封裝形式上，也將呈現(xiàn)出以下的發(fā)展趨勢：

　?、?、直插封裝形式永不消沉：貼片燈珠及大功率燈珠的角度都是廣角度的，而唯有直插燈珠的發(fā)光角度是全范圍的，有廣角度，有窄角度。更重要一點，直插封裝膠是環(huán)氧樹脂物料，能防潮防水，因此，在特別的場合，比較適合用直插燈珠。如冰箱內、廚房內、沐浴室等地。

　　⑵、 貼片封裝形式廣為流行，但取向于性價比：貼片封裝形式如果發(fā)光面是平面的，那么，可以適合SMT貼片機表貼裝配，可以提速，能適應未來大量制造輸出的需 要。但現(xiàn)在的貼片LED種類太多，太雜，各有各的優(yōu)勢，最終，以性價比來決定最后的選擇。不過，以燈具的表現(xiàn)形式來取向的話，并非所有的燈具都適合用性價 比燈珠來裝配，因此，不同的燈具表現(xiàn)形式需求不同的貼片封裝體。

　　⑶、貼片體大功率會越來越流行：朗波爾體大功率有其致命的缺點，未來，貼片體大功率會廣為流行。貼片體大功率如5050大功率、5060大功率、6060大功率、7070大功率等等。

　?、?、COB集成封裝模組將會廣泛應用于要求光通量比較高的燈具方面：如投光燈、路燈、工曠礦燈等。室內照明用COB的暫時不成熟，同時也會有大材小用之嫌，并且，與1W以下的器件相比，其節(jié)能方面更沒優(yōu)勢。