如上所述白光LED的發(fā)熱隨著投入電力強度的增加持續(xù)上升，LED芯片的溫升會造成光輸出降低，因此LED封裝結(jié)構(gòu)與使用材料的檢討非常重要。以往LED使用低熱傳導(dǎo)率樹脂封裝，被視為影響散熱特性的原因之一，因此最近幾年逐漸改用高熱傳導(dǎo)陶瓷，或是設(shè)有金屬板的樹脂封裝結(jié)構(gòu)。LED芯片高功率化常用方式分別包括了：LED芯片大型化、改善LED芯片發(fā)光效率、采用高取光效率封裝，以及大電流化等等。

　　雖然提高電流發(fā)光量會呈比例增加，不過LED芯片的發(fā)熱量也會隨著上升。因為在高輸入領(lǐng)域放射照度呈現(xiàn)飽和與衰減現(xiàn)象，這種現(xiàn)象主要是LED芯片發(fā)熱所造成，因此LED芯片高功率化時，首先必須解決散熱問題。

　　LED的封裝除了保護(hù)內(nèi)部LED芯片之外，還兼具LED芯片與外部作電氣連接、散熱等功能。LED封裝要求LED芯片產(chǎn)生的光線可以高效率取至外部，因此封裝必須具備高強度、高絕緣性、高熱傳導(dǎo)性與高反射性，令人感到意外的是陶瓷幾乎網(wǎng)羅上述所有特性，此外陶瓷耐熱性與耐光線劣化性也比樹脂優(yōu)秀。

　　傳統(tǒng)高散熱封裝是將LED芯片設(shè)置在基板上

　　屬基板上周圍再包覆樹脂，然而這種封裝方式的金屬熱膨脹系數(shù)與LED芯片差異相當(dāng)大，當(dāng)溫度變化非常大或是封裝作業(yè)不當(dāng)時極易產(chǎn)生熱歪斜，進(jìn)而引發(fā)芯片瑕疵或是發(fā)光效率降低。

　　未來LED芯片面臨大型化發(fā)展時，熱歪斜問題勢必變成無法忽視的困擾，針對上述問題，具備接近LED芯片的熱膨脹系數(shù)的陶瓷，可說是對熱歪斜對策非常有利的材料。

　　高功率加速陶汰樹脂材料

　　LED封裝用陶瓷材料分成氧化鋁與氮化鋁，氧化鋁的熱傳導(dǎo)率是環(huán)氧樹脂的55倍，氮化鋁則是環(huán)氧樹脂的400倍，因此目前高功率LED封裝用基板大多使用熱傳導(dǎo)率為200W/mK的鋁，或是熱傳導(dǎo)率為400W/mK的銅質(zhì)金屬封裝基板。

　　半導(dǎo)體IC芯片的接合劑分別使用環(huán)氧系接合劑、玻璃、焊錫、金共晶合金等材料。LED芯片用接合劑除了上述高熱傳導(dǎo)性之外，基于接合時降低熱應(yīng)力等觀點，還要求低溫接合與低楊氏系數(shù)等等，而符合這些條件的接合劑分別是環(huán)氧系接合劑充填銀的環(huán)氧樹脂，與金共晶合金系的Au-20%Sn.

　　接合劑的包覆面積與LED芯片的面積幾乎相同，因此無法期待水平方向的熱擴(kuò)散，只能寄望于垂直方向的高熱傳導(dǎo)性。根據(jù)模擬分析結(jié)果顯示LED接合部的溫差，熱傳導(dǎo)性非常優(yōu)秀的Au-Sn比低散熱性銀充填環(huán)氧樹脂接合劑更優(yōu)秀。

　　LED封裝基板的散熱設(shè)計，大致分成LED芯片至框體的熱傳導(dǎo)、框體至外部的熱傳達(dá)兩大方面。

　　熱傳導(dǎo)的改善幾乎完全仰賴材料的進(jìn)化，一般認(rèn)為隨著LED芯片大型化、大電流化、高功率化的發(fā)展，未來會加速金屬與陶瓷封裝取代傳統(tǒng)樹脂封裝方式，此外LED芯片接合部是妨害散熱的原因之一，因此薄接合技術(shù)成為今后改善的課題。

　　提高LED高熱排放至外部的熱傳達(dá)特性，以往大多使用冷卻風(fēng)扇與熱交換器，由于噪音與設(shè)置空間等諸多限制，實際上包含消費者、照明燈具廠商在內(nèi)，都不希望使用上述強制性散熱元件，這意味著非強制散熱設(shè)計必須大幅增加框體與外部接觸的面積，同時提高封裝基板與框體的散熱性。

　　具體對策如：高熱傳導(dǎo)銅層表面涂布利用遠(yuǎn)紅外線促進(jìn)熱放射的撓曲散熱薄膜等，根據(jù)實驗結(jié)果證實使用該撓曲散熱薄膜的發(fā)熱體散熱效果，幾乎與面積接近散熱薄膜的冷卻風(fēng)扇相同，如果將撓曲散熱薄膜黏貼在封裝基板、框體，或是將涂抹層直接涂布在封裝基板、框體，理論上還可以提高散熱性。