大功率LED照明的需求越来越大,但随着蓝光 LED 芯片功率的不断上升,散热和光衰减等问题也愈发显现出来。为探索大功率LED特种照明,基于阵列蓝光LED激发Ce∶YAG荧光晶体,采用创新的结构装置,在小面积端面输出高流明密度的光。研究影响LED出光的因素、不同掺杂浓度(物质的量浓度)晶棒对于蓝光的吸收、大功率LED激发不同Ce离子掺杂浓度晶棒的出光效果、晶棒端面处理情况对于出光的影响等。结果表明,利用氮化铝制成的基板满足大功率LED的散热需求,掺杂浓度为0.8%的晶棒出光光通量更高,对晶棒端面进行处理可大幅提升出光光通量。实验装置可输出6000 lm以上的光通量,流明密度高达1640 lm/mm 2,可应用于中高亮度照明设备中。

随着发光二极管(LED)功率的提高，散热的挑战性也越来越高，而热量的集聚会引起LED 结温的上升。过高的结温不但会影响LED 的光功率和光通量等性能参数，还会使器件寿命急剧衰减。因此掌握LED 器件的温升规律成为提高器件可靠性的关键。实验中选取了不同封装结构的LED 器件，对不同驱动电流、不同基板温度和不同封装材料的LED 器件分别进行了热阻、光功率等性能测试。实验发现，随着电流的增加或者基板温度的升高，LED 器件的热阻呈现先下降后上升的趋势，不同封装基板的器件变化幅度有所不同；升高基板温度时，铝基板封装的LED 器件由于结温高光功率衰减快热阻呈现下降趋势。结果表明互连材料层、基板的导热能力是影响LED 器件热阻差异的关键。

根据传热理论，建立了大功率发光二极管的有限元模型.选择了4种键合材料（高导热导电银胶、纳米银焊膏，大功率芯片键合胶、Sn70Pb30），4种基板材料（Al2O3、AlN、Al-SiC、铜钼合金）.采用ANSYS有限元热分析软件进行了温度场仿真，得到了大功率发光二极管封装材料的最优选择.研究了基板厚度、芯片输出功率及外接热沉时对发光二极管结温的影响.结果表明：纳米银焊膏-AlN组合具有最优的散热效果；增加散热基板厚度提高散热能力的作用不大；单个发光二极管输出功率有限，应优化封装结构并采用多芯片阵列来满足照明级的需要；外接铝热沉能达到理想的散热效果.

利用板上芯片封装chip-on-board(COB)技术封装大功率LED，比较分析其在不同散热器上的温度变化规律。研究了不同的热平衡温度对大功率LED光通量、电学参数的影响。在实验过程中，光通量、驱动电压、功率和发光效率都呈现出下降的趋势，并且最终稳定在其热平衡值。研究还发现：对于大功率LED照明系统，光通量、驱动电压、发光效率与散热器温度具有线性关系。在电源接通时，随着散热器温度的升高，LED的反向饱和电流迅速升高。通过线性拟合，得到大功率LED照明系统的光通量温度系数、驱动电压温度系数和光效温度系数。