大功率LED封装由于结构和工艺复杂，并直接影响到LED的使用性能和寿命，一直是近年来的研究热点，特别是大功率白光LED封装更是研究热点中的热点。LED封装的功能主要包括：1、机械保护，以提高可靠性;2、加强散热，以降低晶片结温，提高LED性能;3、光学控制，提高出光效率，优化光束分布;4、供电管理，包括交流/直流转变，以及电源控制等。
LED封装方法、材料、结构和工艺的选择主要由晶片结构、光电/机械特性、具体应用和成本等因素决定。经过40多年的发展，LED封装先后经历了支架式(Lamp LED)、贴片式(SMD LED)、裸芯型LED(COB LED)等发展阶段。
大功率LED封装关键技术
大功率LED封装主要涉及光、热、电、结构与工艺等方面。这些因素彼此既相互独立，又相互影响。其中，光是LED封装的目的，热是关键，电、结构与工艺是手段，而性能是封装水平的具体体现。从工艺相容性及降低生产成本而言，LED封装设计应与晶片设计同时进行，即晶片设计时就应该考虑到封装结构和工艺。否则，等晶片制造完成后，可能由于封装的需要对晶片结构进行调整，从而延长了产品研发周期和工艺成本，有时甚至不可能。
低热阻封装工艺
对于现有的LED光效水平而言，由于输入电能的80%左右转变成为热量，且LED晶片面积小，因此，晶片散热是LED封装必须解决的关键问题。主要包括晶片布置、封装材料选择(基板材料、热介面材料)与工艺、热沉设计等。led显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，其通常是有多个红色的发光二极管组成，靠灯的明灭来主导显示。从而实现文字、图形、图像、动画、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。OLED则是通过电流驱动有机薄膜本身来发光的，发的光可为红、绿、蓝、白等单色，进而达到全彩的效果，属于一种全新的发光原理。这便是二者最本质的区别，LED封装热阻主要包括材料(散热基板和热沉结构)内部热阻和介面热阻。散热基板的作用就是吸引晶片产生的热量，并传导到热沉上，实现与外界的热交换。常用的散热基板材料包括矽、金属(如铝，铜)、陶瓷(如Al2O3，AIN，Sic)和复合材料等。
研究表明，封装介面对热阻影响也很大，如果不能正确处理介面，就难以获得良好的散热效果。
高取光率封装结构与工艺
在LED使用过程中，辐射复合产生的光子在向外发射时产生的损失，主要包括三个方面：晶片内部结构缺陷以及材料的吸收;光子在出射界面由于折射率差引起的反射损失;以及由于入射角大于全反射临界角而引起的全反射损失。因此，很多光线无法从晶片中出射到外部。通过在晶片表面涂覆一层折射率相对较高的透明胶层(灌封胶)，由于该胶层处于晶片和空气之间，从而有效减少了光子在介面的损失，提高了取光效率。此外，灌封胶的作用还包括对晶片进行机械保护，应力释放，并作为一种光导结构。因此，要求其透光率高，折射率高，热稳定性好，流动性好，易于喷涂。为提高LED封装的可靠性，还要求灌封胶具有低吸湿性、低应力、耐老化等特性。目前常用的灌封胶包括环氧树脂和矽胶。矽胶由于具有透光率高，折射率大，热稳定性好，应力小，吸湿性低等特点，明显优于环氧树脂，在大功率LED封装中得到广泛应用，但成本较高。研究表明，提高矽胶折射率可有效减少折射率物理屏障带来的光子损失，提高外量子效率，但矽胶性能受环境温度影响较大。随着温度升高，矽胶内部的热应力加大，导致矽胶的折射率降低，从而影响LED光效和光强分布。
萤光粉的作用在于光色复合，形成白光。其特性主要包括粒度、形状、发光效率、转换效率、稳定性(热和化学)等，其中，发光效率和转换效率是关键。研究表明，随着温度上升，萤光粉量子效率降低，出光减少，辐射波长也会发生变化，从而引起白光LED色温、色度的变化，较高的温度还会加速萤光粉的老化。原因在于萤光粉涂层是由环氧或矽胶与萤光粉调配而成，散热性能较差，当受到紫光或紫外光的辐射时，易发生温度猝灭和老化，使发光效率降低。此外，高温下灌封胶和萤光粉的热稳定性也存在问题。由于常用萤光粉尺寸在1μm以上，折射率大于或等于1.85，而矽胶折射率一般在1.5左右。由于两者间折射率的不匹配，以及萤光粉颗粒尺寸远大于光散射极限(30nm)，因而在萤光粉颗粒表面存在光散射，降低了出光效率。通过在矽胶中掺入纳米萤光粉，可使折射率提高到1.8以上，降低光散射，提高LED出光效率(10%-20%)，并能有效改善光色质量。
传统的萤光粉涂敷方式是将萤光粉与灌封胶混合，然后点涂在晶片上。由于无法对萤光粉的涂敷厚度和形状进行精确控制，导致出射光色彩不一致，出现偏蓝光或者偏黄光。而LumiLEDs公司开发的保形涂层(Conformal coating)技术可实现萤光粉的均匀涂覆，保障了光色的均匀性，如图4b。但研究表明，当萤光粉直接涂覆在晶片表面时，由于光散射的存在，出光效率较低。有鉴于此，美国Rensselaer研究所提出了一种光子散射萃取工艺(Scattered Photon Extraction method, SPE)，通过在晶片表面布置一个聚焦透镜，并将含萤光粉的玻璃片置于距晶片一定位置，不仅提高了器件可靠性，而且大大提高了光效(60%)。
近些年来，LED芯片逐渐成为显示行业的宠儿，凭借着高亮度、自发光、全彩色的优势，不断进入各类显示场所，而SMD封装和COB封装正是推动这一发展的主要因素。
表贴三合一(SMD)LED于2002年兴起，并逐渐占据led显示屏器件的市场份额，从引脚式封装转向SMD。表贴封装是将单个或多个LED芯片粘焊在带有塑胶“杯形”外框的金属支架上(支架外引脚分别连接LED芯片的P、N极)，再往塑胶外框内灌封液态封装胶，然后高温烘烤成型，最后切割分离成单个表贴封装器件。由于可以采用表面贴装技术(SMT)，自动化程度较高。与引脚式封装技术相比，SMD LED的亮度、一致性、可靠性、视角、外观等方面表现都良好。
SMD封装的技术优势：
1、技术成熟、相关生产设备工艺完备，供应体系健全。
2、应用广泛、显示控制兼容配套成熟、稳定性高。
3、灯珠一次通过率高，品质稳定，质量高。
正是凭借技术成熟稳定、散热效果好、维修方便、无缝拼接、低亮高灰等优点，SMD封装led显示屏产品迅速获得了市场的认可，一路高歌猛进，在LED应用市场占据了较大份额。如今led显示屏在指挥室、控制室、会议室等应用场合获得了广泛应用，在政府应急指挥、智能指挥控制、公安交警指挥、通用会议决策、能源调度中心、军队武警指挥等领域均完成了一系列备受瞩目的重大项目，使得SMD封装led显示屏的影响力不断扩大。
而COB是一种多灯珠集成化无支架封装技术，直接将发光芯片封装在PCB板上，省却了繁琐的表贴工艺，没有了支架的焊接脚，每一个像素的 LED芯片和焊接导线都被环氧树脂胶体紧密严实地包封在胶体内，没有任何裸露在外的元素，为LED芯片提供了保护，可以解决外界因素对像素点造成损害的问题，长期使用过程中像素失效率极低，因此COB封装技术为微间距led显示屏提供了超高的稳定性，无需修灯。
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