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LED(发光二极管)，具有节能环保、效率高、寿命长等优点，越来越多地被用于通用照明和汽车照明等领域，成为第四代照明光源。然而如何保证LED器件拥有较低的结温和正常的寿命，成为目前关注的主要课题。因此准确的热特性检测和良好的散热设计成为保证功率型LED高可靠性的关键因素。
本文从LED可靠性和热学特性分析两个方面展开研究。首先，通过研究LED加速寿命老化机理，采用阿列尼斯模型分析样品的加速寿命。针对试验中出现的失效模式，分析其失效机理，并提出了改善可靠性的关键技术，其中散热是影响LED可靠性及光色特性的重要因素。在此基础上，讨论热阻、结温的测量方法及基于正向电压法的热学模型，应用结构函数法重点分析了倒装芯片和COB封装大功率LED样品的热学特性，并从散热通道上比较两种封装模式的优劣，客观分析了结构函数方法在分辨器件封装结构方面的局限性。同时发现，由于封装材料的热导率、热容等参数随温度而变化，使得结温和热阻表现为环境温度和工作电流的函数。最后借助ANSYS仿真软件，对COB封装LED的温度场分布做了模拟，重点讨论了基板面积和对流对其散热的影响，发现随着散热面积的增大，芯片PN结到PCB的热阻Rjc会明显减小，但在大于一定值后对其影响不大，只增加对流速度并不能无限制地提高散热能力。
因此，要提升LED产品的可靠性，增强散热能力，关键在于优化散热结构和封装材料的选择，同时最大努力增加散热面积。这些结果可作为日后功率型LED封装热设计和热测试参考的指标与努力的方向。