大功率LED片式COB（Chip-on-Board）光源的散熱設(shè)計，是確保光效穩(wěn)定性、延長壽命和提高可靠性的關(guān)鍵因素。由于COB光源通常具有10–50 W/cm2的高功率密度，如果不能及時將熱量導(dǎo)出，會導(dǎo)致芯片結(jié)溫（Tj）上升，進而加速光衰、引發(fā)色溫漂移，甚至導(dǎo)致失效。以下是針對COB光源散熱設(shè)計的系統(tǒng)性方案及其關(guān)鍵技術(shù)要點：

一、熱傳導(dǎo)路徑設(shè)計：在金屬基板的選擇上，包括鋁基板（IMS）、銅基板和陶瓷基板（如氧化鋁和氮化鋁）。而復(fù)合材料如鋁-碳化硅和銅-石墨烯基板則因其高導(dǎo)熱性和低熱膨脹系數(shù)而被選用。為了填充微空隙，可以使用導(dǎo)熱硅脂或墊片以及相變材料（PCM），而在追求高可靠性的場景中，納米銀膠或燒結(jié)銀則是更好的選擇。

二、散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計：翅片散熱器通過自然對流增大表面積來提升散熱效率，進一步優(yōu)化設(shè)計可以更有效地提高對流效率。熱管和均熱板利用毛細作用和二維擴展傳熱機制降低局部熱點溫度。強制風(fēng)冷搭配軸流風(fēng)扇可以在噪音和散熱效率之間達到平衡。液冷系統(tǒng)和相變液冷適用于工業(yè)照明或超高功率場景。

三、熱管理關(guān)鍵技術(shù)：采用銅箔熱擴散層、石墨烯薄膜和低熱阻焊接技術(shù)可以有效降低橫向熱阻并均勻分布熱點。熒光粉涂層的均勻性可以避免因藍光吸收不均而產(chǎn)生額外的熱斑。

四、仿真與測試驗證：使用ANSYS Icepak、COMSOL等工具模擬溫度場分布，重點關(guān)注芯片結(jié)溫和散熱器表面的溫度梯度。紅外熱成像技術(shù)用于定位實際熱點，加速老化測試則用于評估光衰情況。

五、應(yīng)用場景優(yōu)化案例：200W COB植物補光燈采用了AlN陶瓷基板和鋁翅片+熱管散熱設(shè)計，成功將結(jié)溫控制在98℃以下，實現(xiàn)了小于3%/1000小時的光衰。而500W COB工業(yè)探照燈則使用了銅基板+陽極氧化絕緣層和液冷循環(huán)系統(tǒng)，使得結(jié)溫低于85℃，壽命超過50,000小時。

六、未來趨勢：未來的發(fā)展方向包括材料創(chuàng)新，如氮化鎵基板和石墨烯復(fù)合散熱膜，以及智能化散熱技術(shù)的結(jié)合，例如AI算法和MEMS傳感器的應(yīng)用。此外，微型化集成的趨勢也將使熱管/均熱板能夠被嵌入到COB封裝內(nèi)部。

總結(jié)：大功率COB光源的散熱設(shè)計需要從材料、結(jié)構(gòu)、工藝和控制四個維度進行協(xié)同優(yōu)化。這包括使用高導(dǎo)熱基板、應(yīng)對極端功率密度的熱管/液冷技術(shù)、降低界面熱阻的燒結(jié)銀/石墨烯材料，以及結(jié)合仿真與實測以確?？煽啃缘姆椒āＭㄟ^這種系統(tǒng)化的設(shè)計思路，我們可以顯著提升COB光源的能效比（>150 lm/W）及壽命（>50,000小時），滿足工業(yè)、汽車、特種照明等高端應(yīng)用場景的需求。