紅外COB(Chip on Board)技術(shù)是一種將紅外發(fā)光芯片(例如VCSEL或LED)直接封裝在基板上的集成化方案,它融合了高效紅外輻射與COB封裝的優(yōu)勢。以下從技術(shù)原理、核心優(yōu)勢、應(yīng)用場景以及創(chuàng)新方向這幾個(gè)方面進(jìn)行綜合分析:
一、技術(shù)原理與核心優(yōu)勢
短路徑導(dǎo)熱設(shè)計(jì):紅外COB把芯片直接固晶于高導(dǎo)熱基板(如ALN陶瓷),其散熱路徑簡化為“芯片→銀漿→陶瓷基板→散熱器”,熱阻大幅降低。相較于傳統(tǒng)SMD封裝(需經(jīng)過焊點(diǎn)、PCB等多層傳導(dǎo)),熱阻減少50%以上,結(jié)溫顯著下降,能有效延緩光衰并延長使用壽命。
液冷強(qiáng)化散熱:工業(yè)級(jí)設(shè)備(如紅外焊接機(jī))配備冷水機(jī)循環(huán)系統(tǒng),借助紫銅散熱器快速導(dǎo)出熱量,保證在高功率密度下芯片穩(wěn)定運(yùn)行。
高能量密度與小發(fā)散角:采用VCSEL激光芯片(發(fā)散角約20°),光線指向性優(yōu)于傳統(tǒng)LED(30° - 180°),能量集中度提升50%以上,適用于需要精準(zhǔn)加熱的場景(如光伏電池焊接)。
均勻排布無暗區(qū):芯片尺寸微?。{米級(jí)),通過COB密集排布消除傳統(tǒng)燈珠的支架間隙,實(shí)現(xiàn)加熱面光斑均勻覆蓋,防止局部過熱。
防撞抗環(huán)境應(yīng)力:環(huán)氧樹脂全包覆設(shè)計(jì)使表面光滑堅(jiān)硬,具備耐磨損、防潮防腐的特性,能適應(yīng) - 30℃ - 80℃的極端環(huán)境。
降本增效:省去SMD貼片、回流焊等工序,人工與制造成本降低5%;材料用量減少(如無需稀有金屬銦),綜合成本比傳統(tǒng)方案低25% - 32%。
二、應(yīng)用場景與創(chuàng)新結(jié)合
紅外焊接設(shè)備:用于光伏電池片焊接,具備多通道獨(dú)立控溫功能(功率調(diào)節(jié)精度0.1%),配合預(yù)熱 - 焊接雙階段工藝,可避免電池隱裂。例如道正行公司的專利設(shè)備,加熱效率提升40%,焊接速度提高30%。
安防監(jiān)控:高對(duì)比度(1,000,000:1)的COB顯示屏在強(qiáng)光或暗光環(huán)境下能清晰呈現(xiàn)車牌、人臉等細(xì)節(jié),雙電源冗余設(shè)計(jì)保障24/7運(yùn)行。
納米銀網(wǎng) + COB動(dòng)態(tài)像素:易暉光電的MDSN?納米銀網(wǎng)與COB相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)觸控屏高導(dǎo)電(方阻≤7Ω)、高透光(89%)的同時(shí),阻隔99%紅外線與紫外線,適用于車載顯示、智慧黑板等場景。
交互式商業(yè)顯示:動(dòng)態(tài)像素COB屏支持多點(diǎn)觸控與分屏展示,如美妝店鋪產(chǎn)品墻,超窄邊框增強(qiáng)沉浸感,提升品牌體驗(yàn)。
汽車智能化:例如“膜迪星星空膜”,COB將Mini LED集成于納米銀網(wǎng)膜上,白天透光隔熱(紅外阻隔91.2%),夜間呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)星空效果,1小時(shí)即可無損安裝。
建筑節(jié)能與生物傳感:透明導(dǎo)電COB薄膜應(yīng)用于智能窗(隔紫外/調(diào)光)、EMI屏蔽及醫(yī)療傳感器,推動(dòng)低碳建筑與健康監(jiān)測的創(chuàng)新。
三、材料與工藝創(chuàng)新
ALN陶瓷基板:熱導(dǎo)率高達(dá)170 - 200 W/(m·K),支持VCSEL芯片密集固晶(尺寸≤130mm×50mm),拼接后可實(shí)現(xiàn)大面積均勻加熱。
納米銀網(wǎng)替代ITO:MDSN?結(jié)構(gòu)以無序銀網(wǎng)取代傳統(tǒng)ITO,銀用量減少30%,成本更低且柔韌性更佳(耐撓曲28萬次)。
多通道獨(dú)立電源:恒流/脈沖驅(qū)動(dòng)支持分區(qū)控溫,避免光伏焊接中的過焊/虛焊。
實(shí)時(shí)溫度閉環(huán):貼片傳感器監(jiān)測芯片結(jié)溫,聯(lián)動(dòng)冷水機(jī)智能調(diào)溫,誤差≤±1℃。
四、挑戰(zhàn)與趨勢
當(dāng)前存在局限:出光效率受全內(nèi)反射影響(較SMD低10% - 15%),需要通過光學(xué)透鏡進(jìn)行優(yōu)化。
未來發(fā)展方向:
開發(fā)量子點(diǎn)涂層以提升光效;
研發(fā)柔性COB基板以適配可穿戴設(shè)備;
與Micro LED融合,實(shí)現(xiàn)超高清紅外成像。
紅外COB憑借散熱革新與光學(xué)升級(jí),正在推動(dòng)工業(yè)制造、智能顯示等領(lǐng)域的效能變革,其與納米材料、動(dòng)態(tài)像素技術(shù)的結(jié)合,將加速構(gòu)建“高效能 + 低成本 + 綠色化”的應(yīng)用生態(tài)。
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