发光二极管简称LED，其作为一种新兴的半导体发光器件，以其体积小、节能环保、使用寿命长等优点，是业内公认的下一代照明光源，有望在未来10到20年内彻底取代传统白炽灯。但随着LED向大功率方向发展，LED器件的散热问题日渐突出，并且已经严重影响到LED的光电性能和器件的使用寿命，散热问题成为大功率LED封装中的关键问题。基于以上原因，本论文主要进行了以下几方面的研究工作：本文针对大功率LED的散热问题，自行设计了一种一体化封装技术。用铝基板作为LED的支架，将芯片直接固定在铝基板上，并且去掉PCB的使用，从而减少了LED灯具的热阻，以此来解决大功率LED一直存在的散热问题。但是为了提高LED器件的电可靠性，就必须对铝基板进行绝缘处理。本文采用硬质阳极氧化的方法对铝基板进行绝缘处理，可在表面形成具有较高电绝缘性的氧化铝薄膜，满足LED散热基板的要求。通过铝硬质阳极氧化实验分析了制备铝基板绝缘层过程中氧化时间、草酸浓度、硫酸浓度和电流密度等因素对其氧化膜厚度、击穿电压的影响，得到了制备低热阻铝基板的最佳工艺参数：电流密度3A/dm2，草酸浓度为10g/L，H2SO4浓度150g/L，氧化时间45min。利用原子力显微镜（AFM）观察热冲击后裂纹萌生的情况，满足绝缘要求，并且铝基板与氧化膜的复合热阻在1-3℃/W之间。通过这种方法制备的氧化膜满足LED基板对散热及绝缘性的要求。用经氧化处理后的铝基板对LED封装后进行电流加速老化实验，通过对器件老化前后的驱动电压、光通量、光谱等参数的测量，分析一体化封装的大功率GaN基白光LED的失效机理。主要分析器件的芯片和荧光粉的失效原因。器件老化前后的电学与光学特性的变化表明:老化过程中，器件的串联电阻和低正向偏压下的热电子发射电流增大；LED所加驱动电压低时，多数载流子的迁移率低，复合效率高，所以在低电流测试下LED的衰减慢；在老化初始阶段，荧光粉的退化很快，一段时间后蓝光芯片衰减占主导；电流对LED电极的破坏，金线焊盘的脱落也是导致LED失效的原因。500mA加速条件下，在初始阶段光通量上升；白光LED光通量衰减比蓝光LED光通量的衰减严重，但白光光功率比蓝光光功率衰减慢；小电流测试条件下LED的衰减速度慢；LED的衰减分为两个阶段：第一阶段芯片与荧光粉同时衰减，第二阶段荧光粉衰减变慢，主要是芯片的衰减。对1W大功率LED器件施加500mA和700mA电流时，在老化1000小时后，LED均未发生失效。对于施加500mA电流的LED在这1000小时内，光通量基本没有下降。而对于施加700mA电流的LED光通量只下降了20%左右。本文自行设计了一种一体化LED封装方式，将LED芯片直接封装在铝散热基板上，并且研究了铝阳极氧化工艺，对铝散热基板进行绝缘处理，对于一体化封装的LED寿命和可靠性均有了很大的提高。