隨著 LED 技術的不斷發展，LED 照明產品受到了越來越多的關注。與傳統照明光源相比，LED 照明光源是固體冷光燈，具備使用壽命長、光效度高、無輻射、耗電量較少、抗沖擊和耐震特性好、安全性較高等優點。在全世界普遍倡導綠色照明的今天，LED 作為新興綠色照明光源得到了廣泛青睞。但是，LED 照明產品在使用過程中容易出現溫度過高的情況，尤其是一些大功率 LED 照明產品的發熱問題嚴重。LED 屬于高溫敏感元件，如果其發熱量很大、溫度過高，會直接影響LED 的光照效果、光色溫度等，甚至會對 LED 照明產品的正常使用產生嚴重影響。對此，研究人員必須加強對 LED 照明產品散熱問題的研究。
散熱能力是 LED 照明產品必須具備的重要性能，在實際生活中，LED 照明產品往往用于不同的環境，這也對 LED 照明產品的使用效率產生了非常大的影響。為了加強 LED 照明產品的散熱能力，需要研究高溫對 LED 照明產品性能的影響。
從 LED 的工作特性考慮，如果工作溫度高于 LED的所能承載的最高溫度，將會使 LED 的發光效能迅速下降，并形成強烈的光衰，從而導致 LED 的損壞。LED 多以透明的聚砜 / 環氧樹脂封裝，如果熱解溫度高于固相含量的轉變溫度（一般為 15 ℃），密封材質會向膠態轉化，并且熱膨脹系數會驟升，進而造成LED 的開路與損壞。
各個品牌的 LED 的光衰特性不同，LED 生產商一般會提供標準的光衰曲線[3]，作為選擇 LED 產品時的依據。LED 的壽命與它的光衰密切相關，使用時間越久，LED 的光照度會越低，直至最后熄滅。一般，將 LED的光通量衰減 30% 的時間定義為 LED 的壽命。高溫會造成 LED 光衰，縮短 LED 的壽命。
LED 構成材料的某些參數會隨著環境溫度而變化，進而引起 LED 器件參數的改變，直接影響 LED 的光輸出。通常情況下，光通量隨著溫度的增加而減小的過程是可逆的。在環境溫度返回初始溫度時，光通量會有一次恢復性的增加。這是因為當溫度回升至初態時，LED 元件的內部參數不再變化，LED 的光輸出可以恢復至初態值。LED 的光通量有冷流明和熱流明之分，分別表示在室溫和某一環境溫度下時 LED 的光輸出。
LED 照明產品普遍存在散熱問題。與之相比，雖然白熾燈和熒光燈的電能損失都很大，但這些燈具都可以通過紫外線直接照射，光源的發熱很少。在 LED照明產品消耗的能源中，除了轉化為可視光源的部分，其他能源都轉換成了熱量。
此外，LED 封裝的體積較小，難以通過對流和輻照散熱，因此積累了大量的熱量。
LED 照明產品由許多零部件組成，各種零部件的材料不同，熱脹冷縮的幅度也不相同。在熱膨脹時，零部件材料會發生彎曲和龜裂，從而導致產品散熱不良，嚴重降低 LED 產品的使用效率。
如果導體元器件的工作溫度升高，電源的阻抗會減小，很容易進入“溫度上升—阻抗降低—電壓升高—熱增強—溫度上升”的惡性循環，甚至出現燒斷的現象。
一般來說，LED 照明產品所用的金屬材質都易于氧化，且溫度越高氧化速度越快。高溫氧化會縮短LED 照明產品的壽命。
針對風向對 LED 照明產品散熱的影響，研究人員進行了實驗。一般來說，在實景模擬環境中，風向有水平向右、豎直向上和豎直向下三種，而風速最大不會超過 1.50 m/s。在實驗過程中，需要保證不同組使用的 LED 照明產品完全一致，除了風向不同，其他的所有變量必須保持不變。在實驗時，要注意測量 LED 照明產品的溫度，計算不同風向下 LED 照明產品的散熱速度。通過實驗發現，在 LED 照明產品的散熱過程中，受豎直方向風的影響較大。這主要是因為豎直向下的風向與自然的空氣對流方向相反，使 LED 照明產品的最高溫度發生變化。
為了了解風速對 LED 照明產品散熱性能的影響，研究人員也進行了實驗。在實驗中，需要保證外部環境一致，然后逐漸增大風速。在風向豎直向下并且風速較小時，LED 照明產品的最高溫度較高；隨著風速的增長，LED 照明產品的溫度會逐漸下降。
設計 LED 照明產品的散熱架構時，結構層數越少、層的厚度越薄、層的體積越大、材質的導熱系數越大，散熱性越好。此外，燈具的外形需要選擇長方塊或環形。LED 照明產品的散熱設計必須遵循以被動式散熱片為主、主動式散熱片為輔的設計原則，并盡量減少或不用主動散熱方式。
在封裝 LED 時，不會直接連接散熱片或設置電風扇，而且 LED 的電源電路板會產生大量熱能，這使LED 照明產品的冷卻散熱成為十分棘手的問題。對此，需要合理選用散熱片。散熱片能夠擴大 LED 照明產品表面和室內空氣的相互接觸面，從而提高 LED 照明產品的冷卻散熱效能。
通常，將散熱片的外部表面加工做成鰭片。鰭片的種類很多，鰭片的數量、位置、規格、傾斜角度和厚薄等都必須根據需求認真選擇。除了普通的直線形狀，鰭片還有波浪形、螺旋狀、長橢圓形和錐臺狀等形態，各種形態的制造目的都是方便室內空氣對流、雨水沖洗等，以獲得最佳的散熱功效。
生產企業主要采用燒結和溝槽兩種生產方法生產散熱片，相同規格的燒結熱管與溝槽熱管的性能相同。其中，在燒結熱管時，會使用大量銅粉作填為充物，導致熱管的毛細管徑很小、浸透功率較小，燒結熱管的寬度增加時，熱管的導熱功效會減弱。因此，需要選用恰當的鰭片和熱管配合使用。例如，作為非常典型的 LED 照明裝置，在 LED 路燈的使用過程中會采用熱管加鰭片、均溫板發熱管加鰭片等散熱方式，以提高路燈的散熱效率。
在散熱片的材質中，銅的導熱性能比鋁好，但是銅的散熱速度慢于鋁，因此，可以結合銅、鋁的優勢，使用全新的銅鋁復合散熱片。在銅鋁復合散熱片中，銅能夠迅速地將 LED 產生的高熱量帶給鋁，然后由鋁合金鰭片將高熱量散發出去，從而提高散熱效率。
散熱片管是散熱片的重要部件，其受熱端剛開始受熱時，管壁附近的水會瞬間汽化，形成大量水蒸氣，使這部分的壓強增加。水蒸氣會在水壓的帶動下向冷卻端活動，當蒸氣流到達冷卻末端后凝結為液態，同時釋放大量熱能，再通過毛細力到達蒸騰受熱端，完成一個循環。
對于一些耗能大、對散熱片要求較高的 LED 照明產品，可以選擇金屬熱管作為散熱片管。LED 照明產品在工作時會產生大量的熱量，熱量在 LED 照明產品內部傳輸時，會通過熱沉部位直接傳給金屬熱管。因為金屬熱管進行了加溫，所以在熱量傳輸的過程中不會損失熱量。在熱管冷凝段內部可以產生熱能，這些熱能可以輸送到熱管內部，并通過熱傳導效應，逐步傳遞到金屬材料分散片。通過分散片和周邊冷卻空氣的自然熱力傳播過程，熱能可以從金屬材料分散片上被分散出去。
在實際的散熱器設計中，一般采用外置式散熱器與燈殼相結合、內置式散熱器與溫控風扇相結合的設計方式。LED 器件產生的熱量可以經密封的引線向集成電路板移動，而后經由散熱片散發出去；電源電路板產生的熱能可以經集成電路板周邊的空氣和充填物料，直接透過散熱片向外界分散。為了消除傳熱途徑中影響傳熱效率的因素，可以在傳熱途徑中采用導熱性能更好的材質、增加路徑的斷面體積，或者涂上導熱潤滑劑，使產品的銜接部位不留縫隙。如果冷卻散熱片不能向外散熱，在 LED 器件內部會積聚大量熱量。對此，需要采取措施優化冷卻散熱片的表層結構，典型的辦法就是在表層多設置一些散熱片，增加散熱器的散熱面積。
LED 產生的內部熱量可以通過黏結層傳輸給金屬電路板，再從電路板經過黏結層傳輸給散熱片，輻射到周圍環境。密封工藝、鍵合材料、基板材質都是LED 散熱設計的重點。LED 產生的熱能需要經由連接層傳遞至 Si 襯底，再經過 Si 襯底和黏結材質傳遞至金屬支架底座上，該架構需要擁有良好的電工性質和熱學特性。
要想提高 LED 照明產品的散熱能力，就必須選擇合適的鍵合材料，做好 LED 照明產品的基礎設計。一般來說，LED 照明產品會使用粘連材料，粘連材料會受外界溫度及濕度的影響。隨著科學技術的不斷發展，人們也對粘連材料進行了改進。在設計 LED 照明產品時，可以根據照明產品的實際情況，選擇合適的鍵合材料，提高鍵合材料的導熱性和導電性，簡化其內部結構，提高 LED 照明產品的散熱能力。
隨著科學技術的發展，要想解決 LED 照明產品的散熱問題，就要根據實際情況，選擇合適的金屬熱管等建設材料。使用者在使用 LED 照明產品時，不僅要注重產品的散熱性能，還要注意環境因素對 LED 照明產品散熱的影響。
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