什么是COB大功率光源散热设计？

大功率LED片式COB（Chip-on-Board）光源的散热设计，是确保光效稳定性、延长寿命和提高可靠性的关键因素。由于COB光源通常具有10–50 W/cm²的高功率密度，如果不能及时将热量导出，会导致芯片结温（Tj）上升，进而加速光衰、引发色温漂移，甚至导致失效。以下是针对COB光源散热设计的系统性方案及其关键技术要点：

一、热传导路径设计：在金属基板的选择上，包括铝基板（IMS）、铜基板和陶瓷基板（如氧化铝和氮化铝）。而复合材料如铝-碳化硅和铜-石墨烯基板则因其高导热性和低热膨胀系数而被选用。为了填充微空隙，可以使用导热硅脂或垫片以及相变材料（PCM），而在追求高可靠性的场景中，纳米银胶或烧结银则是更好的选择。

二、散热结构设计：翅片散热器通过自然对流增大表面积来提升散热效率，进一步优化设计可以更有效地提高对流效率。热管和均热板利用毛细作用和二维扩展传热机制降低局部热点温度。强制风冷搭配轴流风扇可以在噪音和散热效率之间达到平衡。液冷系统和相变液冷适用于工业照明或超高功率场景。

三、热管理关键技术：采用铜箔热扩散层、石墨烯薄膜和低热阻焊接技术可以有效降低横向热阻并均匀分布热点。荧光粉涂层的均匀性可以避免因蓝光吸收不均而产生额外的热斑。

四、仿真与测试验证：使用ANSYS Icepak、COMSOL等工具模拟温度场分布，重点关注芯片结温和散热器表面的温度梯度。红外热成像技术用于定位实际热点，加速老化测试则用于评估光衰情况。

五、应用场景优化案例：200W COB植物补光灯采用了AlN陶瓷基板和铝翅片+热管散热设计，成功将结温控制在98℃以下，实现了小于3%/1000小时的光衰。而500W COB工业探照灯则使用了铜基板+阳极氧化绝缘层和液冷循环系统，使得结温低于85℃，寿命超过50,000小时。

六、未来趋势：未来的发展方向包括材料创新，如氮化镓基板和石墨烯复合散热膜，以及智能化散热技术的结合，例如AI算法和MEMS传感器的应用。此外，微型化集成的趋势也将使热管/均热板能够被嵌入到COB封装内部。

总结：大功率COB光源的散热设计需要从材料、结构、工艺和控制四个维度进行协同优化。这包括使用高导热基板、应对极端功率密度的热管/液冷技术、降低界面热阻的烧结银/石墨烯材料，以及结合仿真与实测以确保可靠性的方法。通过这种系统化的设计思路，我们可以显著提升COB光源的能效比（>150 lm/W）及寿命（>50,000小时），满足工业、汽车、特种照明等高端应用场景的需求。