COB（Chip On Board，即板上芯片）平面光源的結溫（Junction Temperature，常以Tj標識），指的是其內部半導體芯片——比如LED芯片——PN結的實際工作溫度。這一指標對光源的性能表現(xiàn)、使用壽命以及運行可靠性有著直接且關鍵的影響。諸多因素共同作用于COB平面光源的結溫，可從芯片固有屬性、封裝工藝設計、散熱方案配置、實際工況環(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，電光轉換過程中未能有效轉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)，進而推高結溫。

電光轉換效率越低下，在同等功率輸入時產(chǎn)生的熱量就越多，結溫攀升更為顯著。舉例而言，品質欠佳的芯片效率或許不足70%，而優(yōu)質芯片則能實現(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，導致結溫快速上升；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。若散熱設計跟不上節(jié)奏，結溫將大幅飆升。

二、封裝工藝設計要素

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

基板材質：不同材質的COB基板（如陶瓷基板、金屬基PCB）導熱性能迥異。其中，陶瓷基板中的Al?O?（導熱率約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)勢明顯，能顯著降低結溫。

熒光粉涂層：熒光粉層的厚度及其導熱能力會影響熱量傳遞路徑，過厚或導熱不佳的熒光粉層會形成額外的熱阻，造成熱量滯留。

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

三、散熱方案配置要點

散熱器所用材質（如鋁合金、銅）及結構設計（鰭片數(shù)量、表面積大小、厚度）直接關系到散熱效率。銅的導熱率（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化空氣對流散熱效果，從而降低結溫。

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

自然對流散熱：僅依賴空氣的自然流動進行散熱，適合低功率的COB光源，但散熱效率相對較低，且結溫易受環(huán)境溫度波動影響。

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

四、實際工況與環(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，導致結溫上升。例如，當工作電流從300mA提升至600mA時，部分芯片的結溫可能急劇上升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，散熱效率相應降低，結溫必然隨之升高。例如，在高溫環(huán)境（如50℃）下，COB的結溫可能比常溫（25℃）環(huán)境下高出20 - 30℃。

長時間連續(xù)運行會使熱量不斷累積，若散熱系統(tǒng)無法及時排出這些熱量，結溫將逐漸升高并最終達到熱平衡狀態(tài)。

五、其他潛在影響因素

光學設計細節(jié)：諸如透鏡或燈罩的遮擋可能會阻礙空氣流通，增加散熱阻力；反射杯若采用導熱性差的材料制作，也可能導致局部熱量積聚。

老化與損耗問題：長期使用后，固晶材料、導熱硅脂等可能出現(xiàn)老化失效現(xiàn)象（如氧化、干涸），導致熱阻增大，進而引起結溫上升。

總結

COB平面光源的結溫是芯片產(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果。在實際應用中，需通過精選高性能芯片、選用高導熱率的封裝材料、設計高效的散熱系統(tǒng)以及合理調控驅動電流等措施來有效降低結溫，從而保障光源的光效（結溫升高會導致光通量下降）、壽命（結溫每升高10℃，壽命可能縮短50%）和運行可靠性。