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高功率 LED 的封裝製程複雜、結構繁瑣。LED 封裝技術影響著 LED 的性能與壽命。近年來 LED 封裝技術一直是熱門的研究題目，許多大廠投入大量人力物力進行研究，使 LED 封裝技術大幅提升，特別是高功率白光 LED 封裝的研究更為深入，並發展出多種 LED 封裝製程。
LED 封裝的功能主要包括：
強化 LED 的強度與穩定性，提升 LED 的可靠度；強化散熱以降低晶片接面溫度，提升 LED 性能；強化出光控制，提高出光效率並最佳化光束分布；強化電源管理，最佳化電源控制，並提升 DC／AC 的轉換效率；
高功率 LED 封裝的關鍵技術
LED 封裝的熱阻主要包括材料的內部熱阻與介面熱阻（散熱基板與散熱器結構）。散熱基板吸收晶片產生的熱並傳遞給散熱器，散熱器再將熱散逸到空氣中。LED 即是透過散熱基板與散熱器將晶片的熱導出。散熱基板所使用的材料一般為導熱性強的材料，包括陶瓷（如 Al2O3、AlN、SiC）、金屬（如鋁、銅）、矽以及複合材料。
高功率 LED 的製造流程相對複雜。必須將 LED 晶片與對應的散熱基板焊接在一起，並在基板上整合驅動電路、控制補償電路、保護電路與共晶焊接層。散熱基板結構簡單、材料導熱性高，可大幅提升散熱性能，解決高功率 LED 封裝的散熱問題。
LED 封裝的一個最佳化重點，是降低介面之間的接觸熱阻以強化散熱。熱介面材料（TIM）是晶片與散熱基板之間的中間層，其材料選擇非常重要。TIM 常用的材料為導電膠與導熱膠，導熱性較差，一般為 0.5～2.5 W/mK。TIM 的導電膠會摻入導熱奈米粒子，以降低介面熱阻。
塗覆在晶片表面的灌封膠具有相對較高的折射率，可降低光子在介面的損失、提高穿透率。由於灌封膠包覆著晶片，因此也必須對晶片具有機械保護作用。所以灌封膠不僅要有高折射率與高透光率，還要具備良好的穩定性與流動性。為延長 LED 使用壽命、降低光衰，灌封膠最好還具備低吸濕性與抗老化的特性。
目前常用的灌封膠包括環氧樹脂與矽膠。矽膠吸濕性低、應力小、熱穩定性佳、透光率高且折射率高，相較環氧樹脂具有明顯優勢。多數高功率 LED 封裝採用矽膠，但成本遠高於環氧樹脂。矽膠雖然穩定性與透光性良好，但其性能與外部環境溫度有關；隨著溫度升高，矽膠內部的熱應力會增加、折射率下降，導致光子折射與全反射的損失增加，影響光強度的均勻分布。
整體而言，為提升 LED 燈的效率與可靠度，封裝膠層有逐漸被高折射率的透明玻璃或玻璃陶瓷取代的趨勢。在玻璃表面添加或塗覆螢光粉，不僅能提升螢光粉的均勻度，也能提高封裝效率。
要實現高亮度 LED 燈具，就必須提高 LED 的功率，這意味著 LED 會產生更多熱量。LED 的散熱性能直接影響其發光效率與使用壽命。若散熱不良，LED 晶片會因熱累積而升溫，可能降低發光效率、加速相關元件老化，並縮短 LED 的使用壽命。
LED 晶片高密度整合會產生大量熱能，短時間內無法散去，散熱基板的溫度會迅速上升，因此採用高效率的封裝製程與散熱器結構非常必要。散熱器結構分為兩類：一是主動散熱，二是被動散熱。被動散熱一般選用高肋化係數的鰭片，透過鰭片與空氣之間的自然對流將熱散逸到環境中。此方案結構簡單、可靠度高，但由於自然對流的熱傳係數低，僅適用於低功率密度與低整合度的情況。對於高功率 LED（封裝）而言，則應採用主動散熱，例如鰭片加風扇、熱管、液體強制對流、微流道製冷、相變製冷等。
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