از آنجایی که اکثر مکانیسم های خرابی LED وابسته به دما هستند، دمای اتصال نیمه هادی باید پایین نگه داشته شود تا از عملکرد و قابلیت اطمینان اطمینان حاصل شود. به طور کلی، طراحی یک سیستم حرارتی شامل در نظر گرفتن جریان درایو، شرایط عملیاتی محیط، مقاومت حرارتی تمام اجزا در طول مسیر حرارتی و تمام مقاومتهای رابط مرتبط است. عملکرد LED ها در جریان های درایو بالا و دمای محیط بالا بدون به خطر انداختن خروجی نور و قابلیت اطمینان نیاز به حذف موثر گرما از محل اتصال نیمه هادی به محیط اطراف دارد. گرما همیشه از مناطق با دمای بالاتر به مناطق با دمای پایین تر جریان می یابد تا زمانی که تعادل حرارتی حاصل شود. بنابراین، وظیفه مدیریت حرارتی کاهش امپدانس حرارتی سیستم روشنایی است. امپدانس حرارتی اندازه گیری مقاومت کل در برابر جریان گرما در طول یک مسیر حرارتی است. این شامل تمام مقاومت حرارتی در سطوح جزء و رابط است.
یک طراحی حرارتی معمولی برای یک سیستم روشنایی LED شامل مدیریت حرارتی در سطح بسته و سطح سیستم است. مدیریت حرارتی در سطح بسته، مقاومت حرارتی اتصال به بستر و قابلیت اطمینان حرارتی اتصال لحیم کاری بین LED ها و برد مدار چاپی هسته فلزی (MCPCB) را مدیریت می کند. مدیریت حرارتی در سطح سیستم، انتقال حرارت را از MCPCB از طریق یک هیت سینک به محیط اطراف انجام می دهد. برای به حداکثر رساندن جریان گرما از MCPCB به هیت سینک، یک ماده رابط حرارتی (TIM) که می تواند گریس، اپوکسی یا پد باشد، بین دو جزء قرار می گیرد تا شکاف ها و فضای خالی هوای سطحی را پر کند. نقش هیت سینک برای استخراج گرمای تلف شده از MCPCB تا حد ممکن به هوای محیط به طوری که هیچ تجمع حرارتی در بسته های LED رخ ندهد. برای انجام این کار، نرخهای انتقال حرارتی سینک حرارتی باید از نرخ باری که انرژی حرارتی به محل اتصال وارد میشود، بیشتر باشد.
