浅谈LED芯片未来发展趋势

　　未来LED芯片的发展方向，一定是密切的结合封装的技术来发展。在封装的技术越来越成熟的基础之上，LED芯片的尺寸将会越做越小，LED芯片亮度越来越亮，驱动电流越来越大。

　　2001年，台湾LED小功率芯片14*14mil的最高光通量为0.5LM。到2012年，台湾LED小功率芯片10*23mil最高光通量已达到为10LM。

　　2001年，台湾LED大功率芯片45*45mil的最高光通量为10LM。到2012年，台湾LED大功率芯片45*45mil最高光通量已达到140LM。

　　未来，LED芯片的光通量增长可能会越来越慢了，而LED芯片的发展方向也成为行业内极为关注的一大问题。我认为，未来LED芯片将朝着光效越来越高，尺寸越来越小，驱动电源越来越大这三个方向发展。

　　在探讨这个话题之前，我们先来看看LED芯片尺寸大小、电流、电压、功率与热量、温度之间的关系。

　　①首先，我们要理解一条公式：功率=电流*电压。

　　②其次，我们要理解一个定律：能量守恒定律——各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的，能量互相转换时其量值不变，即能量是不能被创造或消灭的。

　　③再者，我们还要理解通过LED芯片的电能能量转化的形态分为两种：热能与光能。

　　④由上面的公式、定律及转化形态得出以下小结：LED芯片尺寸无论大小，只要其功率(电能)一样，光通量(光能)一样，那么，LED芯片把电能能量转化为热能的热量也就一样。

　　⑤由第④点出发，假设LED芯片把电能转化为光能与热能的过程中，其热能完全不能导出，那么，可得到如下结论：LED芯片尺寸的大小与LED芯片温度的关系就成反比。再简单的说，就是大尺寸的芯片及小尺寸的芯片分摊同样一个热能，小尺寸的芯片温度相对来说要比大尺寸的芯片温度要高。

　　⑥从相同电流驱动不同尺寸芯片来分析：

　　11*24mil=264mil2，可适用20mA电流驱动，264mil2/20mA=13.2mil2/mA；

　　6*6mil=36mil2，也可适用20mA电流驱动；36mil2/20mA=1.8mil2/mA；

　　从上面可得出结论：芯片尺寸的大小到底适合多大电流的驱动，是没有固定公式的。

　　我们知道，11*24mil一般是蓝白光芯片，衬底为Al2O3(三氧化二铝也叫蓝宝石，透明体)，也没有电极，两个电极都制作在芯片的同一面——表面。这种结构称为表面芯片结构。

　　6*6mil一般是红光芯片，衬底一般为GaAs(砷化镓，吸光，黑灰色固体)，能导电，衬底一般为负极，表面制作一个正极，这种结构称为垂直芯片结构。

　　由上面两类不同的芯片结构可分析出：只要能尽快有效地把LED芯片的热能导出来，驱动电流的大小对尺寸大小不一的LED芯片的影响是没有关系的。

　　⑦由以上六点可推论出：热阻相同、热能导管大小相同的大小尺寸不一的LED芯片，如热量相当，那么，尺寸大的LED芯片温度相对要低，尺寸小的LED芯片温度相对要高。

　　⑧进而可推论出：热量相当的尺寸大小相同的LED芯片，如热阻相同，热能导管越大，该LED芯片的温度相对要低，反之要高。

　　目前，市场上的小功率插件白光可达到15000小时零光衰，差的大功率LED芯片1000小时光衰在30%以上。结合刚才第⑧点里的推论，我们可以设想： 芯片尺寸不管大小，驱动电流不管大小，只要能迅速的把LED芯片的热量快速的传导出来，降低LED芯片工作时的温度，LED芯片的寿命就一定有保证；而不 管芯片尺寸多大，也不管驱动电流多低，只要LED芯片工作时的温度超过一定的数值时，LED芯片的寿命就一定出问题。

　　现在，LED照明普及化的瓶颈在于价格上面，如果LED芯片尺寸大小与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 果两个相同尺寸的LED芯片封装成LED灯珠后，使用相同的电流驱动，其光通量是相同的情况之下，那么，哪个灯珠能承受的驱动电流越大，其价值越大，并 且，相对表明更能承受大电流驱动的那颗LED灯珠的封装技术更优越、更先进！

　　根据以上，未来LED芯片的发展方向，一定是密切的结合封装的技术来发展。在封装的技术越来越成熟的基础之上，LED芯片的尺寸将会越做越小，LED芯片亮度越来越亮，驱动电流越来越大。

　　而在LED封装形式上，也将呈现出以下的发展趋势：

　　⑴、直插封装形式永不消沉：贴片灯珠及大功率灯珠的角度都是广角度的，而唯有直插灯珠的发光角度是全范围的，有广角度，有窄角度。更重要一点，直插封装胶是环氧树脂物料，能防潮防水，因此，在特别的场合，比较适合用直插灯珠。如冰箱内、厨房内、沐浴室等地。

　　⑵、 贴片封装形式广为流行，但取向于性价比：贴片封装形式如果发光面是平面的，那么，可以适合SMT贴片机表贴装配，可以提速，能适应未来大量制造输出的需 要。但现在的贴片LED种类太多，太杂，各有各的优势，最终，以性价比来决定最后的选择。不过，以灯具的表现形式来取向的话，并非所有的灯具都适合用性价 比灯珠来装配，因此，不同的灯具表现形式需求不同的贴片封装体。

　　⑶、贴片体大功率会越来越流行：朗波尔体大功率有其致命的缺点，未来，贴片体大功率会广为流行。贴片体大功率如5050大功率、5060大功率、6060大功率、7070大功率等等。

　　⑷、COB集成封装模组将会广泛应用于要求光通量比较高的灯具方面：如投光灯、路灯、工旷矿灯等。室内照明用COB的暂时不成熟，同时也会有大材小用之嫌，并且，与1W以下的器件相比，其节能方面更没优势。