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1. 核心設計目標
***的熱阻(Thermal Resistance):這是核心的指標。目標是化地將COB芯片產生的熱量傳導到載具,再通過載具散失到環境中(或冷卻係統),從而降低COB的結溫。
均勻的溫度場:確保COB芯片及其周邊區域溫度均勻,避免局部過熱。
可靠的物理接觸:***COB基板與載具散熱表麵之間緊密、無縫、低熱阻的物理接觸。
可操作性與耐久性:便於安裝和拆卸,能夠承受反複的 thermal cycling(熱循環),材料穩定不易變形。
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) → 導熱界麵材料(TIM) → 散熱載具 → 環境/冷卻係統。
整個路徑的熱阻(Rθ_total)是各個環節熱阻的疊加。散熱載具的設計目標就是小化自身熱阻(Rθ_sink)並優化與COB的接觸熱阻。
3. 關鍵設計要素與技術方案
3.1 材料選擇(基礎)
材料導熱係數 (W/m·K)特點與應用建議銅 (Copper)~400材料。導熱性***,易於加工。缺點是密度大、成本高、易氧化。適用於功率密度的COB。鋁合金 (Aluminum)~180-220常用。性價比,重量輕,易於加工和表麵處理(陽極氧化)。性能足以應對大多數場景。銅鎢合金/銅鉬合金180-240熱膨脹係數(CTE)與半導體材料匹配性好,用於***可靠性要求的場合,但***昂貴。高導熱石墨烯/石墨片1500+ (麵內)各向異性導熱,麵內導熱性,可用於在載具內部均熱,但垂直方向導熱差,需與金屬基體結合使用。
建議:主體結構采用6061或6063鋁合金,在與COB接觸的核心區域鑲嵌一塊厚銅塊(Copper Core)或采用銅鋁複合焊接工藝。這在成本、重量和性能間取得了平衡。
3.2 表麵處理與接觸界麵
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