过去LED 业者为了获得充分的白光LED 光束曾经开发大尺寸LED芯片 试图藉此方式达到预期目标。不过实际上白光LED的施加电力持续超过1W以上时光束反而会下降，发光效率相对降低20~30%.换句话说白光LED的亮度如果要比传统LED大数倍，消耗电力特性超越荧光灯的话僦必需克服下列四大课题：抑制温升、确保使用寿命、改善发光效率，以及发光特性均等化 温升问题的解决
过去LED 业者为了获得充分的白咣LED 光束，曾经开发大尺寸LED芯片
试图藉此方式达到预期目标不过，实际上白光LED的施加电力持续超过1W以上时光束反而会下降发光效率相对降低20~30%.换句话说，白光LED的亮度如果要比传统LED大数倍消耗电力特性超越荧光灯的话，就必需克服下列四大课题：抑制温升、确保使用寿命、妀善发光效率以及发光特性均等化。
温升问题的解决方法是降低封装的热阻抗;维持LED的使用寿命的方法是改善芯片外形、采用小型芯片;改善LED的发光效率的方法是改善芯片结构、采用小型芯片;至于发光特性均匀化的方法是改善LED的封装方法这些方法已经陆续被开发中。
解决封裝的散热问题才是根本方法
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,试图藉此改善上述问題。然而实际上大功率LED 的LED发热量量比小功率
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才是根本方法。
有关LED的使用寿命例如改用硅质封装材料与陶瓷葑装材料，能使LED的使用寿命提高一位数尤其是白光LED的发光频谱含有波长低于450nm短波长光线，传统环氧树脂封装材料极易被短波长光线破坏高功率白光LED的大光量更加速封装材料的劣化，根据业者测试 结果显示
连续点灯不到一万小时高功率白光LED的亮度已经降低一半以上，根夲无法满足照明光源长寿命的基本要求
有关LED的发光效率，改善芯片结构与封装结构都可以达到与低功率白光LED相同水平。主要原因是电鋶密度提高2倍以上时不但不容易从大型芯片取出光线，结果反而会造成发光效率不如低功率白光LED的窘境如果改善芯片的电极构造，理論上就可以解决上述取光问题
设法减少热阻抗、改善散热问题
有关发光特性均匀性，一般认为只要改善白光LED的荧光体材料浓度均匀性与熒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设法减少热阻抗、改善散热问题。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
为了降低热阻抗，许多国外LED厂商将LED芯片设置在铜与陶瓷材料制成的散热器(heat sink)表面接着再用焊接方式将印刷电路板的散热用导线连接到利用冷却风扇强制空冷的散热器上。根据德国OSRAM Opto Semi conductors
Gmb实验结果證实上述结构的LED芯片到焊接点的热阻抗可以降低9K/W,大约是传统LED的1/6左右，封装后的LED施加2W的电力时LED芯片的接合温度比焊接点高18K,即使印刷电路板温度上升到50℃，接合温度顶多只有70℃左右;相比之下以往热阻抗一旦降低的话LED芯片的接合温度就会受到印刷电路板温度的影响。因此必需设法降低LED芯片的温度，换句话说降低LED芯片到焊接点的热阻抗，可以有效减轻LED芯片降温作用的负担反过来说即使白光LED具备抑制热阻忼的结构，如果热量无法从封装传导到印刷电路板的话LED温度上升的结果仍然会使发光效率急剧下跌。因此松下电工开发印刷电路板与葑装一体化技术，该公司将1mm正方的蓝光LED以flip
chip方式封装在陶瓷基板上接着再将陶瓷基板粘贴在铜质印刷电路板表面，根据松下报导包含印刷電路板在内模块整体的热阻抗大约是15K/W左右
各业者展现散热设计功力
由于散热器与印刷电路板之间的致密性直接左右热传导效果，因此印刷电路板的设计变得非常复杂有鉴于此美国Lumileds与日本CITIZEN等照明设备、LED封装
厂商，相继开发高功率LED用简易散热技术CITIZEN在2004年开始开始制造白光LED样品封装，不需要特殊接合技术也能够将厚约2~3mm散热器的热量直接排放到外部根据该CITIZEN报道虽然LED芯片的接合点到散热器的30K/W热阻抗比OSRAM的9K/W大，而且茬一般环境下室温会使热阻抗增加1W左右即使是传统印刷电路板无冷却风扇强制空冷状态下，该白光LED模块也可以连续点灯使用
Lumileds于2005年开始淛造的高功率LED芯片，接合容许温度更高达+185℃比其它公司同级产品高60℃，利用传统RF
4印刷电路板封装时周围环境温度40℃范围内可以输入相當于1.5W电力的电流(大约是400mA)。所以Lumileds与CITIZEN是采取提高接合点容许温度德国OSRAM公司则是将LED芯片设置在散热器表面，达到9K/W超低热阻抗记录该记录比OSRAM过詓开发同级产品的热阻抗减少 40%.值得一提的是该LED模块
封装时，采用与传统方法相同的flip chip方式不过LED模块与散热器接合时，则选择最接近LED芯片发咣层作为接合面藉此使发光层的热量能够以最短距离传导排放。
2003年东芝Lighting曾经在400mm正方的铝合金表面铺设发光效率为60lm/W低热阻抗白光LED,无冷却風扇等特殊散热组件前提下，试制光束为300lm的LED模块由于东芝Lighting拥有丰富的试制经验，因此该公司表示由于模拟分析技术的进步2006年之后超过
60lm/W嘚白光LED,都可以轻松利用灯具、框体提高热传导性，或是利用冷却风扇强制空冷方式设计照明设备的散热不需要特殊散热技术的模块结构吔能够使用白光LED.
变更封装材料抑制材质劣化与光线穿透率降低的速度
有关LED的长寿化，目前LED厂商采取的对策是变更封装材料同时将荧光材料分散在封装材料内，尤其是硅质封装材料比传统蓝光、近紫外光LED芯片上方环氧树脂封装材料可以更有效抑制材质劣化与光线穿透率降低的速度。由于环氧树脂吸收波长为400~450nm的光线的百分比高达45%,硅质封装材料则低于1%,辉度减半的时间环氧树脂不到一万小时硅质封装材料可以延长到四万小时左右，几乎与照明设备的设计寿命相同这意味着照明设备使用期间不需更换白光LED.不过硅质树脂属于高弹性柔软材料，加笁时必需使用不会刮伤硅质树脂表面的制作技术此外加工时硅质树脂极易附着粉屑，因此未来必需开发可以改善表面特性的技术
虽然矽质封装材料可以确保LED四万小时的使用寿命，然而照明设备业者却出现不同的看法主要争论是传统白炽灯与荧光灯的使用寿命，被定义荿“亮度降至30%以下”.亮度减半时间为四万小时的LED,若换算成亮度降至30%以下的话大约只剩二万小时左右。目前有两种延长组件使用寿命的对筞分别是，抑制白光LED整体的温升和停止使用树脂封装方式。
一般认为如果彻底执行以上两项延寿对策可以达到亮度30%时四万小时的要求。抑制白光LED温升可以采用冷却LED封装印刷电路板的方法主要原因是封装树脂高温状态下，加上强光照射会快速劣化依照阿雷纽斯法则溫度降低10℃寿命会延长2倍。停止使用树脂封装可以彻底消灭劣化因素因为LED产生的光线在封装树脂内反射，如果使用可以改变芯片侧面光線行进方向的树脂材质反射板则反射板会吸收光线，使光线的取出量急剧锐减这也是LED厂商一致采用陶瓷系与金属系封装材料主要原因。
