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随着全球经济的快速发展，作为绿色节能光源的LED，正在从小功率指示灯向着大功率照明灯转变。LED芯片输入功率的增加，导致电子封装领域中的传统散热方法已不再能满足越来越高的散热需求。热电制冷器件具有固态、节能、体积小等优点，并且其本身也是半导体器件，易与LED制造工艺相兼容，因此被认为是一种能实现与大功率LED芯片集成封装，从而增强芯片散热效果的有效方法。
本研究采用LED芯片封装技术，将大功率LED芯片与传统的商用热电制冷器件进行封装及实验测试。结果显示，当环境温度为25℃时，商用热电制冷器能够将1W的LED芯片结温降到室温以下，LED的亮度也提高了3.2％。但是，传统的热电制冷器件有以下几点不足之处：体积过大，不容易实现集成封装；功率过大，制冷效率低；需要独立电源，增加成本。现有热电制冷器件在大功率LED散热的应用尚处于起步阶段。本课题采用工程运算以及利用ANSYS软件仿真模拟，设计一款热电制冷器件，使器件从体积大小、材料结构等方面满足与大功率LED芯片进行集成封装。同时，本课题设计了一套热电制冷器件的制作工艺流程，来实现热电制冷器件的生产。本实验最终设计的热电制冷器件在环境温度为25℃时，能够将1W的LED芯片结温降到室温。同时，本课题对非理想因素进行实验研究，采用模拟仿真的方式找出对非理想因素有影响的因素，并提出降低非理想因素的方法。