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LED以其节能、环保、体积小、寿命长、耐冲击、可靠性高、响应速度快等一系列突出优点，被认为是取代传统照明的新型绿色照明光源。随着LED在照明领域的应用发展，高功率、高亮度、高品质的LED已经成为重要的发展趋势。然而，目前LED的电光转换效率较低，随着功率的增大，散热问题已成为LED照明普及和发展的最大技术瓶颈，如何提高大功率LED器件的散热性能是其发展道路上亟待解决的关键技术之一。要获得高品质、高功率的LED，就必须改进大功率LED封装。在大功率LED封装的散热设计上，最重要的课题是有效降低芯片发光层至环境的热阻，通过设计合理的散热通道，让热量从芯片通过最有效的通道扩散出来。高效散热的封装材料和封装结构的合理选择，是有效提高大功率LED封装可靠性的重要环节。同时，设计并使用更适合的散热结构和散热方式也可以提高大功率LED的可靠性。因此，对大功率LED封装的散热性能进行研究，有利于促进大功率LED器件整体性能和可靠性的提高，加快半导体照明时代的进程。文中采用理论分析与计算机仿真模拟分析相结合的方法，研究了多种大功率LED封装材料和封装结构对器件散热性能的影响。其中，封装材料主要研究了基板材料、粘接材料和密封材料，封装结构主要研究了新型的去除铝基板结构和多芯片COB封装结构。分析结果表明：(1)对于功率为1W的芯片，选用热导率为20W/(m·K)的散热基板，热导率为20~80W/(m·K)的固晶材料，即可满足一般器件的要求。散热基板的最佳厚度为1.8mm，适当减小固晶层的厚度，可在一定程度上降低大功率LED正常工作时的芯片温度，并降低其封装成本。(2)免铝基板的新型封装结构散热效果优于传统的铝基板封装结构，且随着LED灯具功率的增大，其散热优势更加明显。同时采用COB封装方式和共晶焊接工艺，能有效提高大功率LED的热特性。由此可见，封装材料的合理组合和封装结构的优化设计，有利于改进大功率LED封装，对提高大功率LED散热性能具有极其重要的意义，并为解决大功率LED的散热问题提供新的途径。