1. 核心設計目標與挑戰
高效與強固的散熱:工業COB功率非常高(常見50W-500W),熱量集中,結溫(Tj)控制是壽命的關鍵。夾具必須能瞬間帶走巨大熱量,且自身結構強固,耐熱疲勞。
大電流與高可靠性電連接:需要承載數安培到數十安培的電流,連接點必須可靠,低電阻,避免燒毀。
機械堅固性與耐久性:夾具需要承受生產線上的頻繁操作、冷熱沖擊(Thermal Cycling),設計必須簡單、堅固、耐用。
操作便捷與安全:工業環境講究效率,夾具需要便于快速安裝和拆卸,同時必須有防燙、防觸電等安全設計。
適應性:可能需要兼容一定尺寸范圍的COB產品。
2. 關鍵設計要素與技術方案
2.1 熱管理:散熱能力
***主動水冷(Mandatory):
:C11000紫銅。導熱性(~400 W/m·K)***,是處理***熱流密度的選擇。
經濟選擇:6061鋁合金。導熱性(~180 W/m·K)足夠應對大多數場景,且更輕、成本***。
夾具核心必須是一個大體積的銅或鋁合金水冷塊。內部設計高紊流度的冷卻流道,以化熱交換效率。
材料選擇:
接口:使用工業級快換水管接頭(如G3/8"或G1/2"),防止冷卻液泄漏,便于連接外部冷水機(Chiller)。
高性能導熱界面:
與COB接觸的表面需精密銑削或磨削,平面度<0.05mm。
使用導熱硅脂或液態金屬(對于功率密度)。雖然硅脂需要每次涂抹,但其***的熱阻對于***測試準確性至關重要。對于重復性測試,相變材料(PCM) 是很好的平衡選擇。
溫度監控:
集成PT100溫度傳感器,緊貼COB安裝面下方,用于實時監控和反饋控制冷水機,防止COB過熱燒毀。
2.2 機械壓緊:簡單、可靠、有力
重型中央壓緊機構:
采用大尺寸蝶形彈簧 + 不銹鋼壓板的組合。通過一個手擰螺桿或快壓杠桿提供巨大的、恒定的下壓力。
優勢:結構簡單、可靠、耐用,無需氣源或電源,維護成本極低。
壓板與COB的接觸點使用PEEK或陶瓷墊片絕緣和防刮傷。
四角輔助定位:
夾具底座設有可調節的定位擋銷,用于快速粗定位COB基板,確保其處于壓板正下方。