LED灯因其节能、环保、寿命长等特点被称为新一代绿色光源，但其发光效率低。随着LED功率不断增大，若不进行有效散热，LED的寿命及发光性能都受到影响甚至完全失效。开发新型成本低且具有良好散热性能的LED灯具，是大力推广新一代光源的关键。单颗LED芯片功率较小，在场地照明灯等领域为获得足够光通量必须封装多颗芯片，其散热问题更为突出。论文通过实验与数值模拟相结合方法研究了自然对流条件下的多芯片LED散热情况。从芯片、封装、界面、系统方面，对多芯片铜基板COB封装直焊LED灯散热进行一些研究。在此基础上设计了一款大功率场地照明用LED灯，并分析了包括电源在内的整个灯具的散热性能。芯片与封装方面，分析研究芯片间距、覆铜层厚度、喷涂铜层厚度对扩散热阻的影响；界面方面，将冷喷涂直焊与传统压接方式进行对比，分析冷喷涂直焊对整个灯具热阻减小的作用；系统级散热方面，主要针对自然对流这一被动散热方式，通过改进现有散热器，分析了散热器面积增加对整个灯具散热的重要性。基于以上的分析和结论，提出了一款用以代替传统场地照明的LED灯具。该灯具利用冷喷涂直焊方法将250W铜基板多芯片集成封装模组与设计的纯铝叠片散热器相结合制造而成。其中，叠片式散热器用纯铝代替铝合金，减小了散热器热阻；同时，叠片散热器实现了低成本加工薄纯铝板，有效增加散热面积。通过分析，结合冷喷涂直焊技术该叠片散热器完全满足设计场地照明LED灯具的散热要求。即使在35℃环境和275W功率下，芯片结温也能控制在110℃以下。