COB的散热问题分析

日期：2015-08-03 来源：www.yahamlighting.com.cn

        COB(Chip-on-Board)封装技术凭借热阻低、光通量密度高、色容差小、组装工序少等优势，在LED照明市场上占据相当大的份额，特别是30W以下的小功率筒灯、射灯，市场占有率早已超过SMD类型的LED。但使用COB最大的问题在于散热，这么大的功率集中于很小的面积内（高功率密度），散热的问题如何解决？，下面由LED工矿灯专家元亨光电为您作进一步的分析：

1． COB的导热途径：

COB封装就是将芯片直接贴装到光源的基板上，使用时COB光源与热沉直接相连，无需进行SMT表面组装。SMD封装则先将芯片贴装在支架上成为一个器件，使用时需将器件贴装到基板上再与热沉连接。相对于SMD器件，COB热阻比SMD在使用时少了支架层热阻与焊料层热阻，芯片的热量更容易传递到热沉。

 

2. COB的实测温度

然而，在我们实验室的实测中，无论使用热电阻、热电偶还是热红外成像仪，我们都会发现，COB的表面温度远远比我们预期的还高。

如下图，使用热红外成像仪实测我司的9W射灯COB表面温度，在室温只有26度时，COB的表面温度已经高达104.6度。而芯片的最大结温只有120度，按很多工程师认为，LED的结温会比COB表面温度更高。按照这个实测结果，我司的9W射灯的实际结温是否超标呢？

 

 

3.COB的热分布机理

针对这个问题，芬兰国家技术研究中心的研究人员Eveliina Juntunen等在IEEE杂志《Components, Packaging and Manufacturing Technology》2013年7月份的期刊上发表了一篇名为“Effect of Phosphor Encapsulant on the Thermal Resistance of a High-Power COB LED Module”专业文章，该文章对COB光源的温度分布和内在机理做了深入的研究。

 

 

       上图是该文根据试验数据并结合仿真得出的，从图中可以看到，荧光胶的温度可达186℃，但芯片温度只有49.5℃。芯片的温度较低是因为芯片直接贴装到铝基板上方，芯片的热量可通过基板快速传递到散热器上，因此COB光源的芯片温度远低于芯片允许的最高结温。

       荧光胶的温度高于芯片温度是因为COB光源的芯片数量和排列密度高于比普通的SMD器件，通过荧光胶的光能量密度明显高于SMD器件，荧光粉和硅胶都会吸收一部分的蓝光转换成热，加上硅胶热容与热导率较小，导致荧光胶的温度急剧上升，因此COB光源工作时荧光胶的温度会远高于芯片温度。