随着芯片功率的增大,特别是固态照明技术发展的需求,对LED封装的光学、热学、电学和机械结构等提出了新的、更高的要求。为了有效地降低封装热阻,提高出光效率,必须采用全新的技术思路来进行封装设计。针对目前大功率白光LED光源封装存在的问题,本文采用多芯片集成封装技术。与传统封装方式相比,采用多芯片集成封装,可以实现光源结构紧凑、易于嵌入、溶入建筑物设计;既可作为照明光源又可作为高亮度装饰光源,创造多彩的照明空间;与系统化电路设计结合,实现智能化、整体性的照明控制等优势。由于封装技术水平很大程度上决定了LED发光器件的性能,本文主要对多芯片大功率LED光源集成封装的结构、材料、工艺、光学设计及集成封装的突出问题——散热问题进行深入研究:基于非成像光学原理及蒙特卡洛非序列光线追迹方法,利用光学仿真软件Tracepro对集成光源进行了光学设计与仿真,提高光源取光效率。对大功率LED集成封装的光学结构进行了设计与优化,探究了芯片排布、反光碗张角、封装材料等主要参数对发光效率与发光强度的影响,根据其影响规律获取高发光效率与发光强度的最佳光学结构,以达到预期设计目标。本文设计的9W集成光源模组仿真光效达91.725%。针对集成封装的突出问题——热问题进行理论与实验分析,首先建立从芯片到外界环境的散热模型;分析模型中影响传热的薄弱环节,针对这些环节提出需要达到的技术指标和解决方案,优化模型,完成整个方案设计。定性分析了集成光源封装过程中的温度分布及传热散热、热阻网络,对集成光源的散热性能进行了具体的分析,本文设计的集成光源热阻为3.185K/W,较传统光源热阻有所降低。通过降低大功率LED的热阻、结温,使PN结产生的热量能尽快的散发出去,提高产品的发光效率,提高产品的饱和电流,同时也提高了产品的可靠性和寿命。这将对大功率LED取代传统光源,节约能源有着重要意义。