在系統(tǒng)集成方面，臺灣新強光電公司采用系統(tǒng)封裝技術(shù)(SiP), 并通過翅片+熱管的方式搭配高效能散熱模塊，研制出了72W、80W的高亮度白光LED光源，如圖5(a)。由于封裝熱阻較低(4.38℃/W),當(dāng)環(huán)境溫度為25℃時，LED結(jié)溫控制在60℃以下，從而確保了LED的使用壽命和良好的發(fā)光性能。而華中科技大學(xué)則采用COB 封裝和微噴主動散熱技術(shù)，封裝出了220W和1500W的超大功率LED白光光源，如圖5(b)。

　　LED照明模塊

　　(四)封裝大生產(chǎn)技術(shù)

　　晶片鍵合(Wafer bonding)技術(shù)是指芯片結(jié)構(gòu)和電路的制作、封裝都在晶片(Wafer)上進行，封裝完成后再進行切割，形成單個的芯片(Chip);與之相對應(yīng)的芯片鍵合(Die bonding)是指芯片結(jié)構(gòu)和電路在晶片上完成后，即進行切割形成芯片(Die)，然后對單個芯片進行封裝(類似現(xiàn)在的LED封裝工藝)，如圖6所示。很明顯，晶片鍵合封裝的效率和質(zhì)量更高。由于封裝費用在LED器件制造成本中占了很大比例，因此，改變現(xiàn)有的LED封裝形式(從芯片鍵合到晶片鍵合)，將大大降低封裝制造成本。此外，晶片鍵合封裝還可以提高LED器件生產(chǎn)的潔凈度，防止鍵合前的劃片、分片工藝對器件結(jié)構(gòu)的破壞，提高封裝成品率和可靠性，因而是一種降低封裝成本的有效手段。

　　晶片鍵合與芯片鍵合

　　此外，對于大功率LED封裝，必須在芯片設(shè)計和封裝設(shè)計過程中，盡可能采用工藝較少的封裝形式(Package-less Packaging)，同時簡化封裝結(jié)構(gòu)，盡可能減少熱學(xué)和光學(xué)界面數(shù)，以降低封裝熱阻，提高出光效率。

　　(五)封裝可靠性測試與評估

　　LED器件的失效模式主要包括電失效(如短路或斷路)、光失效(如高溫導(dǎo)致的灌封膠黃化、光學(xué)性能劣化等)和機械失效(如引線斷裂，脫焊等)，而這些因素都與封裝結(jié)構(gòu)和工藝有關(guān)。LED的使用壽命以平均失效時間(MTTF)來定義，對于照明用途，一般指LED的輸出光通量衰減為初始的70%(對顯示用途一般定義為初始值的50%)的使用時間。由于LED 壽命長，通常采取加速環(huán)境試驗的方法進行可靠性測試與評估。測試內(nèi)容主要包括高溫儲存(100℃，1000h)、低溫儲存(-55℃，1000h)、高溫高濕(85℃/85%，1000h)、高低溫循環(huán)(85℃～-55℃)、熱沖擊、耐腐蝕性、抗溶性、機械沖擊等。然而，加速環(huán)境試驗只是問題的一個方面，對LED壽命的預(yù)測機理和方法的研究仍是有待研究的難題。

　　三、固態(tài)照明對大功率LED封裝的要求

　　與傳統(tǒng)照明燈具相比，LED燈具不需要使用濾光鏡或濾光片來產(chǎn)生有色光，不僅效率高、光色純，而且可以實現(xiàn)動態(tài)或漸變的色彩變化。在改變色溫的同時保持具有高的顯色指數(shù)，滿足不同的應(yīng)用需要。但對其封裝也提出了新的要求，具體體現(xiàn)在：

　　(一)模塊化

　　通過多個LED燈(或模塊)的相互連接可實現(xiàn)良好的流明輸出疊加，滿足高亮度照明的要求。通過模塊化技術(shù)，可以將多個點光源或LED模塊按照隨意形狀進行組合，滿足不同領(lǐng)域的照明要求。

　　(二)系統(tǒng)效率最大化

　　為提高LED燈具的出光效率，除了需要合適的LED電源外，還必須采用高效的散熱結(jié)構(gòu)和工藝，以及優(yōu)化內(nèi)/外光學(xué)設(shè)計，以提高整個系統(tǒng)效率。

　　(三)低成本

　　LED燈具要走向市場，必須在成本上具備競爭優(yōu)勢(主要指初期安裝成本)，而封裝在整個LED燈具生產(chǎn)成本中占了很大部分，因此，采用新型封裝結(jié)構(gòu)和技術(shù)，提高光效/成本比，是實現(xiàn)LED燈具商品化的關(guān)鍵。

　　(四)易于替換和維護

　　由于LED光源壽命長，維護成本低，因此對LED燈具的封裝可靠性提出了較高的要求。要求LED燈具設(shè)計易于改進以適應(yīng)未來效率更高的LED芯片封裝要求，并且要求LED芯片的互換性要好，以便于燈具廠商自己選擇采用何種芯片。

　　LED燈具光源可由多個分布式點光源組成，由于芯片尺寸小，從而使封裝出的燈具重量輕，結(jié)構(gòu)精巧，并可滿足各種形狀和不同集成度的需求。唯一的不足在于沒有現(xiàn)成的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，但同時給設(shè)計提供了充分的想象空間。此外，LED照明控制的首要目標(biāo)是供電。由于一般市電電源是高壓交流電(220V，AC)，而 LED需要恒流或限流電源，因此必須使用轉(zhuǎn)換電路或嵌入式控制電路(ASICs)，以實現(xiàn)先進的校準(zhǔn)和閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。此外，通過數(shù)字照明控制技術(shù)，對固態(tài)光源的使用和控制主要依靠智能控制和管理軟件來實現(xiàn)，從而在用戶、信息與光源間建立了新的關(guān)聯(lián)，并且可以充分發(fā)揮設(shè)計者和消費者的想象力。

　　四、結(jié)束語

　　LED封裝是一個涉及到多學(xué)科(如光學(xué)、熱學(xué)、機械、電學(xué)、力學(xué)、材料、半導(dǎo)體等)的研究課題。從某種角度而言，LED封裝不僅是一門制造技術(shù) (Technology)，而且也是一門基礎(chǔ)科學(xué)(Science)，良好的封裝需要對熱學(xué)、光學(xué)、材料和工藝力學(xué)等物理本質(zhì)的理解和應(yīng)用。LED封裝設(shè)計應(yīng)與芯片設(shè)計同時進行，并且需要對光、熱、電、結(jié)構(gòu)等性能統(tǒng)一考慮。在封裝過程中，雖然材料(散熱基板、熒光粉、灌封膠)選擇很重要，但封裝結(jié)構(gòu)(如熱學(xué)界面、光學(xué)界面)對LED光效和可靠性影響也很大，大功率白光LED封裝必須采用新材料，新工藝，新思路。對于LED燈具而言，更是需要將光源、散熱、供電和燈具等集成考慮。