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随着LED的功率和光强越来越高，成本、光色和散热是横亘在我们眼前的障碍，LED封装位于LED产业链的中间，承上启下，涉及电学、光学、热学、材料、力学、机械等多个学科的交叉技术。本文以LED芯片COB(chip on board，板上芯片)封装技术的工艺设计和实现为主要目的，对LED芯片封装技术，尤其是COB封装技术的现状和存在的问题做了较为深入的阐述；探索了LED最佳光色性能和散热性能的COB封装结构和工艺参数；对COB封装的LED进行了光学、热学仿真；制作并测试COB封装LED灯及其驱动电源。取得如下成果：1.对基于COB封装的LED芯片进行热设计与仿真，通过ANSYS有限元热分析软件仿真COB封装LED芯片的散热性能与线路板绝缘层材料、厚度、LED芯片排布方式和间距之间的关系。当绝缘层的导热系数为2.5W/m·K、厚度为30μm、LED芯片单排排布且间距为4mm时，温度分布最均匀，整体热阻最小。2.对基于COB封装的LED芯片进行光学设计与仿真，通过Tracepro光线追迹光学仿真软件仿真COB封装LED芯片的光学性能与反光杯结构和封装材料折射率之间的关系。当反光杯为主半径为1mm的圆柱形时，发光角度最大，光强分布最均匀当封装材料折射率为1.40~1.42时，发光效率最高，法向最大光强110cd以上。3.研制了一种新型的采用COB封装技术的LED灯。根据理论仿真，对LED芯片的COB封装工艺做出细致而全面的规范和设计，而后进行了封装线路板的制备、LED芯片的固晶与引线焊接、荧光粉的选择、荧光胶的涂覆和LED驱动电源的设计与制作，制成了平面结构与反光杯凹杯结构的COB封装LED照明装置。4.测试所制COB封装LED灯的光色电性能、老化性能、基板热阻和红外热像图，测得功率4.59W（平面结构）4.55W（凹杯结构）、发光效率98.70lm/W （平面结构）106.22lm/W（凹杯结构）、色温5584K（平面结构）6674K（凹杯结构）、显色指数80.2（平面结构）81.5（凹杯结构）、基板热阻0.43°C/W、基板耐压1080V。5.对不同封装的LED芯片做了对比测试与分析，采用COB封装的LED比现有封装LED的亮度提升至少15%，发光效率提高12%，基板热阻降低60%，在老化性能方面，4200min老化试验中COB封装的LED灯光通量保持在88%~95%，光效上升了7%~12%。COB封装的LED灯具结实耐用，可进行个性化定制，满足点状、条形和表面照明应用的各种需求。