COB（Chip On Board，即板上芯片）平面光源的結(jié)溫（Junction Temperature，常以Tj標(biāo)識(shí)），指的是其內(nèi)部半導(dǎo)體芯片——比如LED芯片——PN結(jié)的實(shí)際工作溫度。這一指標(biāo)對(duì)光源的性能表現(xiàn)、使用壽命以及運(yùn)行可靠性有著直接且關(guān)鍵的影響。諸多因素共同作用于COB平面光源的結(jié)溫，可從芯片固有屬性、封裝工藝設(shè)計(jì)、散熱方案配置、實(shí)際工況環(huán)境等多元視角展開剖析，具體如下：

一、芯片固有屬性

輸入功率越大，電光轉(zhuǎn)換過(guò)程中未能有效轉(zhuǎn)化為光能的能量就越多，這些多余能量主要以熱能形式散發(fā)，進(jìn)而推高結(jié)溫。

電光轉(zhuǎn)換效率越低下，在同等功率輸入時(shí)產(chǎn)生的熱量就越多，結(jié)溫攀升更為顯著。舉例而言，品質(zhì)欠佳的芯片效率或許不足70%，而優(yōu)質(zhì)芯片則能實(shí)現(xiàn)80%以上的高能效，二者在散熱壓力上存在巨大差異。

芯片體積越小，單位面積所承載的功率密度（即功率除以面積）就越高，熱量更易集中堆積，導(dǎo)致結(jié)溫快速上升；相反，大尺寸芯片擁有更大的散熱面積，有助于保持較低的結(jié)溫。

COB光源往往采用多顆芯片集成的方式，隨著芯片數(shù)量的增加，總發(fā)熱量也隨之增大。若散熱設(shè)計(jì)跟不上節(jié)奏，結(jié)溫將大幅飆升。

二、封裝工藝設(shè)計(jì)要素

固晶材料：連接芯片與基板的黏合劑（如銀膠、共晶焊料）的導(dǎo)熱系數(shù)直接影響熱量從芯片傳導(dǎo)至基板的效率。例如，共晶焊料（導(dǎo)熱率約為50 - 100 W/(m·K)）在導(dǎo)熱效果上遠(yuǎn)超普通銀膠（約1 - 5 W/(m·K)），可有效降低熱阻。

基板材質(zhì)：不同材質(zhì)的COB基板（如陶瓷基板、金屬基PCB）導(dǎo)熱性能迥異。其中，陶瓷基板中的Al?O?（導(dǎo)熱率約20 - 30 W/(m·K)）、AlN（約180 - 200 W/(m·K)）相較于傳統(tǒng)FR - 4基板（僅約0.2 - 0.3 W/(m·K)），散熱優(yōu)勢(shì)明顯，能顯著降低結(jié)溫。

熒光粉涂層：熒光粉層的厚度及其導(dǎo)熱能力會(huì)影響熱量傳遞路徑，過(guò)厚或?qū)岵患训臒晒夥蹖訒?huì)形成額外的熱阻，造成熱量滯留。

封裝結(jié)構(gòu)的整體熱阻（從芯片到環(huán)境的總熱阻）是決定結(jié)溫高低的關(guān)鍵因素。熱阻越小，熱量散失速度越快，結(jié)溫也就越低。通過(guò)優(yōu)化基板布線布局、減少封裝層級(jí)等手段，可以有效降低結(jié)構(gòu)熱阻。

三、散熱方案配置要點(diǎn)

散熱器所用材質(zhì)（如鋁合金、銅）及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（鰭片數(shù)量、表面積大小、厚度）直接關(guān)系到散熱效率。銅的導(dǎo)熱率（約401 W/(m·K)）雖高于鋁合金（約100 - 200 W/(m·K)），但成本也更高；增加鰭片表面積可強(qiáng)化空氣對(duì)流散熱效果，從而降低結(jié)溫。

散熱器與COB基板的接觸緊密程度（如是否涂抹導(dǎo)熱硅脂、螺絲固定的壓力大?。?huì)影響接觸熱阻。接觸越緊密、使用的導(dǎo)熱硅脂導(dǎo)熱率越高（如金屬基硅脂可達(dá)5 - 10 W/(m·K)），散熱效果就越好。

自然對(duì)流散熱：僅依賴空氣的自然流動(dòng)進(jìn)行散熱，適合低功率的COB光源，但散熱效率相對(duì)較低，且結(jié)溫易受環(huán)境溫度波動(dòng)影響。

強(qiáng)制風(fēng)冷/液冷：借助風(fēng)扇或水冷系統(tǒng)增強(qiáng)散熱能力，適用于高功率COB光源，可大幅降低結(jié)溫（例如，采用強(qiáng)制風(fēng)冷可使結(jié)溫較自然散熱降低20 - 50℃）。

四、實(shí)際工況與環(huán)境因素考量

COB光源的工作電流越大，芯片功耗（功率=電流×電壓）就越高，產(chǎn)生的熱量也隨之增加，導(dǎo)致結(jié)溫上升。例如，當(dāng)工作電流從300mA提升至600mA時(shí)，部分芯片的結(jié)溫可能急劇上升30 - 50℃。

環(huán)境溫度（Ta）越高，散熱系統(tǒng)的散熱溫差（Tj - Ta）就越小，散熱效率相應(yīng)降低，結(jié)溫必然隨之升高。例如，在高溫環(huán)境（如50℃）下，COB的結(jié)溫可能比常溫（25℃）環(huán)境下高出20 - 30℃。

長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行會(huì)使熱量不斷累積，若散熱系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)排出這些熱量，結(jié)溫將逐漸升高并最終達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

五、其他潛在影響因素

光學(xué)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)：諸如透鏡或燈罩的遮擋可能會(huì)阻礙空氣流通，增加散熱阻力；反射杯若采用導(dǎo)熱性差的材料制作，也可能導(dǎo)致局部熱量積聚。

老化與損耗問(wèn)題：長(zhǎng)期使用后，固晶材料、導(dǎo)熱硅脂等可能出現(xiàn)老化失效現(xiàn)象（如氧化、干涸），導(dǎo)致熱阻增大，進(jìn)而引起結(jié)溫上升。

總結(jié)

COB平面光源的結(jié)溫是芯片產(chǎn)熱、封裝熱阻、散熱效能、工作條件等多種因素綜合作用的結(jié)果。在實(shí)際應(yīng)用中，需通過(guò)精選高性能芯片、選用高導(dǎo)熱率的封裝材料、設(shè)計(jì)高效的散熱系統(tǒng)以及合理調(diào)控驅(qū)動(dòng)電流等措施來(lái)有效降低結(jié)溫，從而保障光源的光效（結(jié)溫升高會(huì)導(dǎo)致光通量下降）、壽命（結(jié)溫每升高10℃，壽命可能縮短50%）和運(yùn)行可靠性。