有關(guān)類(lèi)似照明用LED模塊的散熱特性，單靠封裝基板往往無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需求，因此基板周邊材料的配合變得非常重要，例如圖11的端緣發(fā)光型LED背光模塊的新結(jié)構(gòu)，配合~3W/m?K的熱傳導(dǎo)性膜片，可以有效提高LED模塊的散熱性與LED模塊的組裝作業(yè)性。

　　陶瓷系封裝基板

　　如上所述白光LED的發(fā)熱隨著投入電力強(qiáng)度的增加持續(xù)上升，LED芯片的溫升會(huì)造成光輸出降低，因此LED的封裝結(jié)構(gòu)與使用材料的檢討非常重要。

　　以往LED使用低熱傳導(dǎo)率樹(shù)脂封裝，被視為是影響散熱特性的原因之一，因此最近幾年逐漸改用高熱傳導(dǎo)陶瓷，或是設(shè)有金屬板的樹(shù)脂封裝結(jié)構(gòu)。LED芯片高功率化常用手法分別是：

　　●LED芯片大型化

　　●改善LED芯片的發(fā)光效率

　　●采用高取光效率的封裝

　　●大電流化

　　雖然提高電流發(fā)光量會(huì)呈比例增加，不過(guò)LED芯片的發(fā)熱量也會(huì)隨著上升。圖12是LED投入電流與放射照度量測(cè)結(jié)果，由圖可知在高輸入領(lǐng)域放射照度呈現(xiàn)飽和與衰減現(xiàn)象，這種現(xiàn)象主要是LED芯片發(fā)熱所造成，因此LED芯片高功率化時(shí)首先必需解決散熱問(wèn)題。

　　LED的封裝除了保護(hù)內(nèi)部LED芯片之外，還兼具LED芯片與外部作電氣連接、散熱等功能。

　　LED的封裝要求LED芯片產(chǎn)生的光線(xiàn)可以高效率取至外部，因此封裝必需具備高強(qiáng)度、高絕緣性、高熱傳導(dǎo)性與高反射性，令人感到意外的是陶瓷幾乎網(wǎng)羅上述所有特性。

　　表2是陶瓷的主要材料物性一覽，除此之外陶瓷耐熱性與耐光線(xiàn)劣化性也比樹(shù)脂優(yōu)秀。

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　　傳統(tǒng)高散熱封裝是將LED芯片設(shè)置在金屬基板上周?chē)侔矘?shù)脂，然而這種封裝方式的金屬熱膨脹系數(shù)與LED芯片差異非常大，當(dāng)溫度變化非常大或是封裝作業(yè)不當(dāng)時(shí)極易產(chǎn)生熱歪斜(thermal strain;熱剪應(yīng)力)，進(jìn)而引發(fā)芯片瑕疵或是發(fā)光效率降低。

　　未來(lái)LED芯片面臨大型化發(fā)展時(shí)，熱歪斜問(wèn)題勢(shì)必變成無(wú)法忽視的困擾，有關(guān)這點(diǎn)具備接近LED芯片的熱膨脹系數(shù)的陶瓷，可說(shuō)是熱歪斜對(duì)策非常有利的材料。

　　圖13是高功率LED陶瓷封裝的外觀;圖14是高功率LED陶瓷封裝的基本結(jié)構(gòu)，圖14(b)的反射罩電鍍銀膜。它可以提高光照射率，圖14(c)的陶瓷反射罩則與陶瓷基板呈一體結(jié)構(gòu)。

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　　散熱設(shè)計(jì)

　　圖15表示LED內(nèi)部理想性熱流擴(kuò)散模式，圖15右圖的實(shí)線(xiàn)表示封裝內(nèi)部P~Q之間高熱流擴(kuò)散分布非常平坦，由于熱流擴(kuò)散至封裝整體均勻流至封裝基板，其結(jié)果使得LED芯片正下方的溫度大幅降低。

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　　圖16是以封裝材的熱傳導(dǎo)率表示熱擴(kuò)散性的差異，亦即圖15表示正常狀態(tài)時(shí)的溫度分布，與單位面積單位時(shí)間流動(dòng)的熱流束分布特性。

　　使用高熱傳導(dǎo)材時(shí)，封裝內(nèi)部的溫差會(huì)變小，此時(shí)熱流不會(huì)呈局部性集中，LED芯片整體產(chǎn)生的熱流呈放射狀流至封裝內(nèi)部各角落，換言之高熱傳導(dǎo)材料可以提高LED封裝內(nèi)部的熱擴(kuò)散性。