大功率COB LED散热的关键技术

大功率COB（Chip on Board）LED的性能、寿命及可靠性，在很大程度上取决于散热技术的有效实施。尽管各厂商可能将具体方案视为商业机密，但业内关于散热的关键技术通常围绕以下几个核心方向展开：

高导热基板：采用陶瓷基板（如氮化铝AlN、氧化铝Al₂O₃）或金属基板（如铜基板、铝基板）作为主要散热载体。其中，氮化铝（AlN）的导热系数高达170-230 W/m·K，远超传统铝基板的200 W/m·K（铝基板成本相对较低）。此外，覆铜陶瓷基板（DBC）通过高温将铜层直接键合到陶瓷表面，实现高效的热传导和电气绝缘。

微结构优化：在基板表面设计微槽、微孔或蜂窝结构以增大散热面积，加速热量扩散；同时采用多层复合结构（如金属-陶瓷-金属夹层）来平衡热膨胀系数与导热性能。

纳米级导热胶/焊料：使用含纳米银、纳米金刚石颗粒的导热胶或焊膏填充芯片与基板间的微小空隙，降低接触热阻。例如，烧结银技术可通过低温烧结银膏实现约250 W/m·K的高导热性和高可靠性连接。

石墨烯/碳纳米管材料：利用石墨烯薄膜或碳纳米管阵列作为界面材料，凭借其超高热导率（2000-5000 W/m·K）快速传递热量。

共晶焊接：通过Au-Sn合金等共晶焊工艺直接将LED芯片键合到基板上，减少传统银胶带来的热阻。

无封装/免打线技术：采用倒装芯片或COB直接封装方式，避免金线或铜线造成的热阻瓶颈。

均温板：利用液体蒸发-冷凝循环的原理实现快速均热，特别适用于高功率密度场景，并可结合微通道散热结构提高散热效率。

微型热管：将热管嵌入散热器基座中，借助毛细作用迅速导出热量。

液态金属冷却：使用低熔点液态金属（如镓基合金）作为冷却介质，其导热能力远超传统散热膏。

主动散热系统：集成微型风扇、压电陶瓷泵或半导体制冷片（TEC），动态调节散热能力。

多物理场仿真：运用CFD计算流体力学及热应力耦合仿真优化散热路径和结构设计。

温度反馈控制：内置温度传感器（如NTC热敏电阻），根据需要动态调整驱动电流以防过热失效。

相变材料：在散热器中加入石蜡等相变材料吸收瞬时产生的大量热量，从而减缓温度上升速度。

碳化硅（SiC）基板：实验性地使用SiC基板，该材料的导热性能接近AlN且具有更好的机械强度。

量子点涂层：应用辐射冷却涂层（如红外辐射材料）将热量以电磁波的形式散发掉。

所谓的“核心机密”，往往指的是厂商对这些技术进行组合优化的方式，比如：

成本与性能之间的平衡（例如用低成本的铝基板加上优化后的结构代替昂贵的AlN基板）；

专利工艺的具体细节（比如特定的烧结温度曲线、微加工方法）；

供应链方面的优势（如定制的高纯度陶瓷基板或石墨烯材料）。

总结来说，大功率COB LED散热技术的核心在于：

低热阻路径的设计（从芯片至环境）；

高导热材料的创新应用；

主动散热技术和智能控制系统的相结合。

实际应用中，制造商会根据成本考虑、功率密度以及可靠性要求等因素选择最合适的技术方案。