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(或冷卻系統),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基板與載具散熱表面之間緊密、無縫、低熱阻的物理接觸。
可操作性與耐久性:便于安裝和拆卸,能夠承受反復的 thermal cycling(熱循環),材料穩定不易變形。
2. 熱管理路徑與熱阻分析
3. 關鍵設計要素與技術方案
3.1 材料選擇(基礎)
3.2 表面處理與接觸界面
表面平整度與光潔度:
與COB接觸的載具表面平面度需小于0.05mm,達到0.02mm以下。需經過精密磨削或銑削加工。
表面光潔度要高(Ra <0.8μm),以減少微觀上的空氣空隙。
導熱界面材料(TIM - Thermal Interface Material):
導熱硅脂(Thermal Grease):熱阻***,但易于老化、干涸,不適合需多次重復使用的自動化測試載具。
相變材料(PCM - Phase Change Material):在常溫下是固體,加熱后變軟填充縫隙,兼有硅脂的高性能和硅膠墊的便利性,是自動化測試的理想選擇。
導熱硅膠墊(Thermal Pad):使用方便,可重復使用,但熱阻相對較高。需選擇柔軟、導熱系數高(>3 W/m·K) 的型號,并在設計時通過彈簧壓緊機制***其充分壓縮。
表面涂層:
鋁合金表面可進行硬質陽極氧化,增加硬度、耐磨性和輻射率(利于后續熱輻射)。
銅表面可進行鍍鎳處理,防止氧化,保持長期穩定的導熱性能。
3.3 機械壓緊機構
彈簧加載壓臂:是方案。使用不銹鋼彈簧提供恒定壓力,避免因熱膨脹或尺寸公差導致壓力過大或過小。
四角同步壓緊:對于大尺寸COB,采用四個壓臂同時壓緊,確保壓力均勻分布,防止基板彎曲。
壓力計算:根據TIM廠商的壓縮比(如30%)來計算所需的壓緊力。壓力不足則熱阻高,壓力過大則可能壓碎COB芯片或導致基板變形。
3.4 主動散熱集成
內部水冷通道: