由小功率led组成的照明灯具为了满足照明的需要，必须集中许多个led的光能才
能达到设计要求。为了平衡各个led之间的电流、电压关系，必须设计复杂的供电电路。
由于小尺寸芯片工艺相对成熟，所以用多个小尺寸芯片高密度地集成在一起封装而成的功
率型led，可获得较高的光通量。
多芯片组合封装的大功率led，其结构和封装形式较多。美国uoe公司于2001年
摧出多芯片组合封装的norlux系列led，其结构是采用六角形铝板作为衬底。lanina
ceramics公司于2003年推出了采用公司独有的金属基板上低温烧结陶瓷(ltcc-m)技
术封装的大功率led阵列。松下公司于2003年推出了由64只芯片组合封装的大功率白
光led。日亚公司于2003年推出了超高亮度白光led，其光通量可达600 im。当输出光
束为1000 im时，其耗电量为30 w，最大输入功率为50 w，白光led模块的发光效率
可达33 im/w。我国台湾uec（国联）公司采用金属键合(metal bonding)技术封装的
mb系列大功率led的特点是用si代替gaas作衬底，散热效果好，并以金属黏结层作
为光反射层，提高了光输出。
功率型led的封装工艺直接影响到芯片的工作温度、发光效率、发光波长、使用寿
命等，因此，功率型led芯片的封装设计、制造技术显得尤为重要。在大功率led封装
中主要需注意以下问题。
(1)散热。散热对于功率型led器件来说是至关重要的。如果不能将电流产生的热
量及时地散出，以保持pn结的结温在允许范围内，将无法获得稳定的光输出和维持正常
的器件寿命。
在常用的散热材料中，银昀热导率最高，但是银的成本较高，不适宜用做通用型散
热器。铜的热导率比较接近银，且其成本较银低。铝的热导率虽然低于铜，但其综合成本
最低，有利于大规模制造。具体做法是：先对连接芯片部分采用铜基或银基热沉，然后将
该热沉连接在铝基散热器上，采用阶梯形导热结构，利用铜或银的高热导率将芯片产生的
热量高效地传递给铝基散热器，最后通过铝基散热器将热量散出（通过风冷或热传导方式散出）。这种做法的优点是：充分考虑散热器的性价比，将不同特点的散热器结合在一起，
可做到高效散热并使成本控制合理化。
连接铜基热沉与芯片的材料的选择是十分重要的，led行业常用的芯片连接材料为
银胶。但是银胶的热阻为10～25 w/(m-k)，如果采用银胶作为连接材料，就等于人为地
在芯片与热沉之间加上一道热阻。另外，银胶固化后的内部基本结构为环氧树脂骨架+银
粉填充式导热导电结构，这种结构的热阻极高且tg点较低，对器件的散热与物理特性的
稳定极为不利。解决此问题的做法是：用锡片焊作为晶粒与热沉之间的连接材料[锡的导热
系数为67 w／(m．k)]，以获得较为理想的导热效果（热阻约为16℃/w），这是因为锡的导
热效果与物理特性远优于银胶。
(2)出光。传统的led器件封装方式只能利用芯片发出的约50%的光能，这是因为
半导体与封闭环氧树脂的折射率相差较大，致使内部的全反射临界角很小，有源层产生的
光只有小部分被取出，大部分光在芯片内部经多次反射而被吸收。这也是超高亮度led
芯片取光效率很低的根本原因。如何对内部不同材料间折射、反射消耗的500/0光能加以
利用，是设计出光系数的关键。
遁过芯片的倒装技术(flip chip)可以比传统的led芯片封装技术得到更多的有效
出光。但是如果不在芯片的发光层与电极下方增加反射层来反射出浪费的光能，则会造成
约8%的光损失，因此在底板材料上必须增加反射层。芯片侧面的光也必须利用热沉的镜
面加工法加以反射出，以增加器件的出光率。而且在倒装芯片的蓝宝石衬底部分与环氧树
脂导光结合面上应加上一层硅胶材料，以改善芯片出光的折射率。
经过上述光学封装技术的改善，可以大幅度提高大功率led器件的出光率（光通量）。
大功率led器件项部透镜的光学设计也是十分重要的，通常的做法是：在进行光学透镜
设计时应充分考虑最终照明器具的光学设计要求，尽量配合应用照明器具的光学要求进行
设计。
常用的透镜形状有凸透镜、凹锥透镜、球镜、菲涅尔透镜及组合式透镜等。透镜与
大功率led器件的理想装配方法是采取气密性封装，如果受透镜形状所限，也可采取半
气密性封装。透镜材料应选择高透光率的玻璃或亚克力等合成材料，也可以采用传统的环
氧树脂模组式封装，加上二次散热设计也基本可以达到提高出光率的效果的目的。
