高出力密度LED素子は、従来の光源や一般的なLED素子では実現できない多くの機能を実現し、半導体照明技術の連鎖を新たな高みに押し上げています。実際の応用において、単一のLED素子は数百ワットおよび約100Aの電流で動作する必要があり、銅基板の面積、はんだの厚さ、および導電銅箔の厚さは、この種のLED素子の限界光電性能という重要な指標に大きな影響を与えます。本稿では、限界電力がそれぞれ300Wと200WのLED青色素子と白色素子の2種類の仕様を、5μm、100μm、200μmの3種類のはんだ厚さで、直径20mm、25mm、32mmの3種類の異なる面積の熱電分離銅凸台基板にそれぞれチップマウントし、放熱器温度が25℃、50℃、75℃および100℃のときの青色LED素子の光出力、白色LEDの光束、およびそのランプボード配線はんだ点間の電圧の電流変化を測定しました。また、導電銅箔の厚さがそれぞれ70μmおよび140μmのときに限界電力が150Wの青色LED素子のI-L特性およびI-V特性を研究し、その限界発光についても検討しました。研究結果は、はんだ厚さ、銅基板面積および導電銅箔厚さがLEDの限界発光強度および動作電圧に明らかな影響を与えることを示しました。はんだ厚さを減らし銅基板面積を増やすことで高出力LED素子の限界光強度が大幅に向上し、P110およびT90の2種類の青色LED素子の限界光出力はそれぞれ16％および19％、白色素子の限界光束は約15％向上しました。銅箔厚さが70μmから140μmに増加し、放熱器温度が25℃のときにP70青色LEDの限界光出力の向上率は9.2％、50℃および75℃での向上率は12.9％、100℃での向上率は16.4％でした。

高出力密度LED;熱電分離銅凸台基板;はんだ;導電銅箔