|
1. 核心設(shè)計(jì)目標(biāo)
***的熱阻（Thermal Resistance）：這是核心的指標(biāo)。目標(biāo)是化地將COB芯片產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到載具，再通過載具散失到環(huán)境中（或冷卻系統(tǒng)），從而降低COB的結(jié)溫。
均勻的溫度場：確保COB芯片及其周邊區(qū)域溫度均勻，避免局部過熱。
可靠的物理接觸：***COB基板與載具散熱表面之間緊密、無縫、低熱阻的物理接觸。
可操作性與耐久性：便于安裝和拆卸，能夠承受反復(fù)的 thermal cycling（熱循環(huán)），材料穩(wěn)定不易變形。
2. 熱管理路徑與熱阻分析
熱量傳遞路徑為：COB芯片 → 封裝膠 → 基板（陶瓷或金屬） → 導(dǎo)熱界面材料（TIM） → 散熱載具 → 環(huán)境/冷卻系統(tǒng)。
整個(gè)路徑的熱阻（Rθ_total）是各個(gè)環(huán)節(jié)熱阻的疊加。散熱載具的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是小化自身熱阻（Rθ_sink）并優(yōu)化與COB的接觸熱阻。
3. 關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素與技術(shù)方案
3.1 材料選擇（基礎(chǔ)）
材料導(dǎo)熱系數(shù) (W/m·K)特點(diǎn)與應(yīng)用建議銅 (Copper)~400材料。導(dǎo)熱性***，易于加工。缺點(diǎn)是密度大、成本高、易氧化。適用于功率密度的COB。鋁合金 (Aluminum)~180-220常用。性價(jià)比，重量輕，易于加工和表面處理（陽極氧化）。性能足以應(yīng)對大多數(shù)場景。銅鎢合金/銅鉬合金180-240熱膨脹系數(shù)（CTE）與半導(dǎo)體材料匹配性好，用于***可靠性要求的場合，但***昂貴。高導(dǎo)熱石墨烯/石墨片1500+ (面內(nèi))各向異性導(dǎo)熱，面內(nèi)導(dǎo)熱性，可用于在載具內(nèi)部均熱，但垂直方向?qū)岵睿枧c金屬基體結(jié)合使用。
建議：主體結(jié)構(gòu)采用6061或6063鋁合金，在與COB接觸的核心區(qū)域鑲嵌一塊厚銅塊（Copper Core）或采用銅鋁復(fù)合焊接工藝。這在成本、重量和性能間取得了平衡。
3.2 表面處理與接觸界面
表面平整度與光潔度：
與COB接觸的載具表面平面度需小于0.05mm，達(dá)到0.02mm以下。需經(jīng)過精密磨削或銑削加工。
表面光潔度要高（Ra <0.8μm），以減少微觀上的空氣空隙。
導(dǎo)熱界面材料（TIM - Thermal Interface Material）：
導(dǎo)熱硅脂（Thermal Grease）：熱阻***，但易于老化、干涸，不適合需多次重復(fù)使用的自動(dòng)化測試載具。
相變材料（PCM - Phase Change Material）：在常溫下是固體，加熱后變軟填充縫隙，兼有硅脂的高性能和硅膠墊的便利性，是自動(dòng)化測試的理想選擇。
導(dǎo)熱硅膠墊（Thermal Pad）：使用方便，可重復(fù)使用，但熱阻相對較高。需選擇柔軟、導(dǎo)熱系數(shù)高（>3 W/m·K）的型號(hào)，并在設(shè)計(jì)時(shí)通過彈簧壓緊機(jī)制***其充分壓縮。
表面涂層：
鋁合金表面可進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化，增加硬度、耐磨性和輻射率（利于后續(xù)熱輻射）。
銅表面可進(jìn)行鍍鎳處理，防止氧化，保持長期穩(wěn)定的導(dǎo)熱性能。
|
