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大功率LED芯片产生的热量不能及时有效的散失，将严重影响LED的发射光谱、发光强度、封装材料性能、芯片的寿命等，因此，大功率LED的散热问题一直是固态照明行业的一大技术瓶颈，在传统封装工艺生产的LED中，基板散热因其直接有效的散热优势成为国内外重点研究的对象，其中氮化铝（AlN）陶瓷基板因其高的绝缘性、高的化学稳定性、高的热导率及与多种半导体器件材料相匹配的热膨胀系数等优点，在大功率光电器件的封装领域具有广泛的应用前景。本文在分析和总结AlN陶瓷基板表面金属化技术发展现状的基础上，根据现有工艺技术的优缺点，运用响应曲面试验法设计并实施实验过程；采用了化学镀铜技术金属化AlN陶瓷基板表面，并分别用SEM、EDS、XRD、镀层附着力划痕实验、电导率测试、热导率检测等对AlN陶瓷基板表面的铜镀层与基板的整体性能进行了表征与分析；以铜镀层的结合力及电导率为考察指标，用响应曲面法分析并优化了AlN陶瓷基板表面化学镀铜的工艺参数；在优化参数基础上研究了胶体钯活化和退火处理对镀层结合力等性能的影响；最后将制备的AlN陶瓷镀铜基板与GaN-LED灯珠简单封装，与常用的六角铝基板封装的LED进行对比，实验测试并用多物理场有限元仿真软件Comsol Multiphysis研究了其热电特性；最后，从芯片考虑产热情况，用数值仿真模拟的手段分别研究了ITO、石墨烯及ITO+石墨烯作为透明导电层和p-Pad电极掩埋深度对GaN芯片热电特性的影响。得到的主要结果如下：①运用化学镀技术在AlN陶瓷基板表面制备了平整、致密、无缺陷、结合力较好、厚度适宜的晶体结构的铜镀层，且铜层与AlN陶瓷基板间无氧化铝等过渡层生成。②利用响应曲面法设计、分析并优化了以铜镀层的结合力和电导率为考察指标的实验工艺参数，结果表明：结合力最大的工艺参数为硫酸铜21.61g/L、酒石酸钾钠31.18g/L、甲醛26.32mL/L、pH=13.39和温度45.61℃，其中，除甲醛外的各因素含量的增加不利于结合力的提高，结合力最大为20.56N；电导率最大的工艺参数为硫酸铜19.57g/L、酒石酸钾钠38.76g/L、甲醛29.84mL/L、pH=12.90和温度35.87℃，其中，除pH外的各因素含量的增加有利于结合力的提高，电导率最大为2.71×106S/m；综合各因素等对结合力和电导率的影响，得到最优工艺参数为：硫酸铜20g/L、酒石酸钾钠35g/L、甲醛35mL/L、pH=13.0和温度40℃，并通过实验获得此最优参数下的结合力为18.45N，电导率为2.65×106S/m，沉积速率为0.026g/s.cm2，热导率为147.29W/m K。③通过退火和胶体钯活化处理影响的研究，得到300℃退火及25min活化最有利于提高镀层的致密性、结合力、电导率和热导率。④分别将本文制备的AlN陶瓷镀铜基板和常用的Al基板与GaN-LED灯珠进行表面封装，测试热阻分别为2.71℃/W和10.61℃/W；并进行红外热成像测试，最高温度分别为63℃和77℃，且AlN陶瓷镀铜基板封装的LED温度分布均匀，散热性能更好。⑤运用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics，分别模拟了AlN基板和Al基板封装LED的热电特性，与红外成像测试结果对比，相对误差分别为0.60%和0.92%，软件模拟能较真实的仿真LED的产热和散热情况；⑥分别用铟锡氧化物（ITO）、石墨烯（Gr）和铟锡氧化物+石墨烯（ITO+Gr）作为GaN芯片的透明导电层，运用仿真模拟手段研究了对芯片热电特性的影响，发现：100nm-ITO和20nm-ITO+3-layer Gr做透明导电层时，GaN-LED芯片的最高模拟温度相比于240nm-ITO相差较小，且电流密度分布也较均匀；对p-Pad电极不同掩埋深度影响的研究，发现掩埋0.51μm时，GaN芯片的热电特性最好。