1. 核心設(shè)計(jì)目標(biāo)與挑戰(zhàn)
高效與強(qiáng)固的散熱:工業(yè)COB功率非常高(常見50W-500W),熱量集中,結(jié)溫(Tj)控制是壽命的關(guān)鍵。夾具必須能瞬間帶走巨大熱量,且自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)固,耐熱疲勞。
大電流與高可靠性電連接:需要承載數(shù)安培到數(shù)十安培的電流,連接點(diǎn)必須可靠,低電阻,避免燒毀。
機(jī)械堅(jiān)固性與耐久性:夾具需要承受生產(chǎn)線上的頻繁操作、冷熱沖擊(Thermal Cycling),設(shè)計(jì)必須簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、耐用。
操作便捷與安全:工業(yè)環(huán)境講究效率,夾具需要便于快速安裝和拆卸,同時(shí)必須有防燙、防觸電等安全設(shè)計(jì)。
適應(yīng)性:可能需要兼容一定尺寸范圍的COB產(chǎn)品。
2. 關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素與技術(shù)方案
2.1 熱管理:散熱能力
***主動(dòng)水冷(Mandatory):
:C11000紫銅。導(dǎo)熱性(~400 W/m·K)***,是處理***熱流密度的選擇。
經(jīng)濟(jì)選擇:6061鋁合金。導(dǎo)熱性(~180 W/m·K)足夠應(yīng)對(duì)大多數(shù)場(chǎng)景,且更輕、成本***。
夾具核心必須是一個(gè)大體積的銅或鋁合金水冷塊。內(nèi)部設(shè)計(jì)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(yè)級(jí)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(jī)(Chiller)。
高性能導(dǎo)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(dǎo)熱硅脂或液態(tài)金屬(對(duì)于功率密度)。雖然硅脂需要每次涂抹,但其***的熱阻對(duì)于***測(cè)試準(zhǔn)確性至關(guān)重要。對(duì)于重復(fù)性測(cè)試,相變材料(PCM) 是很好的平衡選擇。
溫度監(jiān)控:
集成PT100溫度傳感器,緊貼COB安裝面下方,用于實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋控制冷水機(jī),防止COB過熱燒毀。
2.2 機(jī)械壓緊:簡(jiǎn)單、可靠、有力
重型中央壓緊機(jī)構(gòu):
采用大尺寸蝶形彈簧 + 不銹鋼壓板的組合。通過一個(gè)手?jǐn)Q螺桿或快壓杠桿提供巨大的、恒定的下壓力。
優(yōu)勢(shì):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、耐用,無需氣源或電源,維護(hù)成本極低。
壓板與COB的接觸點(diǎn)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(shè)有可調(diào)節(jié)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。

