對于由PN結組成的發光二極管，當正向電流從PN結流過時，PN結有發熱損耗，這些熱量經由粘結膠、灌封材料、熱沉等，輻射到空氣中，在這個過程中每一部分材料都有阻止熱流的熱阻抗，也是熱阻，熱阻是由器件的尺寸、結構及材料所決定的固定值。設發光二極管的熱阻為Rth(℃/W)，熱耗散功率 為PD(W)，此時由于電流的熱損耗而引起的PN結溫度上升為：
其中TA為環境溫度。由于結溫的上升會使PN結發光復合的幾率下降，發光二極管的亮度就會下降。同時，由于熱損耗引起的溫升增高，發光二極管亮度將不再繼續隨著電流成比例提高，即顯示出熱飽和現象。另外，隨著結溫的上升，發光的峰值波長也將向長波方向漂移，約0.2-0.3nm/℃，這對于通過 由藍光芯片涂覆YAG熒光粉混合得到的白色LED來說，藍光波長的漂移，會引起與熒光粉激發波長的失配，從而降低白光LED的整體發光效率，并導致白光色溫的改變。
對于功率發光二極管來說，驅動電流一般都為幾百毫安以上，PN結的電流密度非常大，所以PN結的溫升明顯。對于封裝和應用來說，如何降低產品的熱阻，使PN結產生的熱量能盡快的散發出去，不僅可提高產品的飽和電流，提高產品的發光效率，同時也提高了產品的可靠性和壽命。為了降低產品的熱阻， 封裝材料的選擇顯得尤為重要，包括熱沉、粘結膠等，各材料的熱阻要低，即要求導熱性能良好。其次結構設計要合理，各材料間的導熱性能連續匹配，材料之間的導熱連接良好，避免在導熱通道中產生散熱瓶頸，確保熱量從內到外層層散發。同時，要從工藝上確保，熱量按照預先設計的散熱通道及時的散發出去。
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