COB（Chip on Board）技術(shù)是一種將LED芯片直接封裝于基板上的高集成度方案，它繞過了傳統(tǒng)SMD封裝中的支架環(huán)節(jié)，省去了電鍍、回流焊和貼片工序，使生產(chǎn)流程縮減近三分之一，成本相應(yīng)降低約30%。其物理結(jié)構(gòu)的核心在于多芯片直接固晶在高導(dǎo)熱基板（如鋁或陶瓷）上，并通過統(tǒng)一的熒光涂層來保證光色一致性。在紅外應(yīng)用中，這種結(jié)構(gòu)能夠避免分立器件的光斑干涉，提升成像的均勻性。
熱管理方面的優(yōu)勢(shì)源于縮短的熱通道，芯片產(chǎn)生的熱量可直接傳導(dǎo)至基板，相較于傳統(tǒng)SMD封裝減少了支架層的熱阻。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，COB封裝的熱阻值明顯低于SMD等其他封裝形式，例如在相同功率下，COB的結(jié)溫可比SMD低15 - 20℃，這是延長(zhǎng)LED壽命的關(guān)鍵因素。根據(jù)“10℃法則”，電子器件環(huán)境溫度每升高10℃，失效率會(huì)增加一個(gè)數(shù)量級(jí)，所以熱管理的優(yōu)化對(duì)可靠性至關(guān)重要。
2.1 熱傳導(dǎo)基礎(chǔ)與材料創(chuàng)新
COB的散熱性能遵循熱傳導(dǎo)公式：Q = K×A×ΔT/ΔL（Q為傳導(dǎo)熱量，K為導(dǎo)熱系數(shù)，A為接觸面積，ΔT為溫差，ΔL為距離）。因此，增大傳熱面積（A）、縮短熱通道距離（ΔL）以及選擇高K值材料是三大優(yōu)化方向?；宀牧系倪x擇尤為關(guān)鍵：
鋁基板：導(dǎo)熱系數(shù)約為200W/(m·K)，成本低且耐腐蝕，是主流之選。
陶瓷基板（如Al?O?、AlN）：導(dǎo)熱性能更優(yōu)（AlN可達(dá)170 - 230W/(m·K)），且無(wú)需絕緣層，熱阻僅為金屬基板的1/2。
銅基板：導(dǎo)熱系數(shù)高（約400W/(m·K)），但成本和重量限制了其應(yīng)用。
2.2 主動(dòng)散熱與智能溫控
對(duì)于高功率紅外COB系統(tǒng)，被動(dòng)散熱已無(wú)法滿足需求。前沿的散熱方案包括：
水冷 - 風(fēng)冷混合系統(tǒng)：導(dǎo)熱銅片嵌入微流道，冷卻液循環(huán)配合微型風(fēng)扇強(qiáng)制對(duì)流，可使散熱效率提升30%以上。
自適應(yīng)熱管理系統(tǒng)：通過紅外熱成像模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)熱點(diǎn)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流或啟動(dòng)冷卻機(jī)制。江蘇紅視光電的專利技術(shù)顯示，該系統(tǒng)可延長(zhǎng)COB壽命40%。
紅外熱像實(shí)驗(yàn)表明：COB封裝表面溫度分布均勻（無(wú)斑點(diǎn)），而SMD封裝存在局部高溫區(qū)，這得益于COB的直接基板接觸設(shè)計(jì)減少了結(jié)構(gòu)熱阻。
3.1 空間布局優(yōu)化
COB技術(shù)允許芯片間距縮小至0.1 - 0.3mm，遠(yuǎn)低于SMD器件的毫米級(jí)間隔。這種密集排列在紅外應(yīng)用中有兩大優(yōu)勢(shì)：
光功率密度提升：?jiǎn)挝幻娣e可集成更多芯片，例如10×10mm基板可容納百顆紅外芯片，輸出功率達(dá)50W以上。
近場(chǎng)均勻性改善：消除多光源陰影效應(yīng)，適用于人臉識(shí)別、安防監(jiān)控等對(duì)光照一致性要求高的場(chǎng)景。
3.2 光電性能提升
高集成度直接優(yōu)化了光電轉(zhuǎn)換效率：
熱耦合降低：密集排布下，COB的均溫性避免了局部過熱導(dǎo)致的“效率驟降點(diǎn)”。
電學(xué)簡(jiǎn)化：?jiǎn)我浑娐夫?qū)動(dòng)減少焊點(diǎn)損耗，實(shí)測(cè)顯示COB在3A驅(qū)動(dòng)電流下電壓降比SMD低12%。
4.1 制造流程精簡(jiǎn)
COB技術(shù)通過三大工序削減重構(gòu)生產(chǎn)鏈：
免支架貼裝：芯片直接固晶于基板，省去SMD的塑料支架。
整體模壓：?jiǎn)未螣晒饽z覆蓋所有芯片，替代逐顆封裝。
一體化回流焊：全電路一次完成焊接。
這不僅降低了生產(chǎn)成本，還將良品率提升約5%——傳統(tǒng)SMD的虛焊、偏移等缺陷在COB中減少60%以上。
4.2 終端應(yīng)用優(yōu)化
光學(xué)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化：?jiǎn)我煌哥R覆蓋整個(gè)COB光源，替代多透鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)。
散熱結(jié)構(gòu)輕量化：因基板即散熱載體，外部散熱器重量可減少40%。
維護(hù)成本下降：模塊化更換降低售后難度，尤其適用于紅外工業(yè)加熱設(shè)備。
紅外COB技術(shù)正朝著多功能集成方向發(fā)展：
傳感 - 照明融合：基板嵌入溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)熱 - 電反饋閉環(huán)（如專利CN 119300202 A）。
柔性基板應(yīng)用：可彎曲COB模組拓展車載紅外夜視等領(lǐng)域。
納米涂層技術(shù)：石墨烯涂層基板導(dǎo)熱系數(shù)提升至500W/(m·K)以上。
然而，挑戰(zhàn)依然存在：陶瓷基板的高成本制約了其普及，而芯片直接接觸基板帶來的應(yīng)力損傷問題仍需解決。未來五年，隨著半導(dǎo)體微縮工藝與新型熱界面材料的突破，紅外COB有望在功率密度上再提升50%，同時(shí)成本下降30%。
“COB的本質(zhì)是熱路與電路的統(tǒng)一——它不僅是封裝技術(shù)，更是電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)哲學(xué)的進(jìn)化?！?/p>
——從熱管理到系統(tǒng)集成，COB重新定義了紅外光源的價(jià)值鏈