热管理的目的是降低热阻。LED封装热阻主要组成如图1所示，要从各个阶段入手。如Hsueh-Han Wu等人使用IR红外热成像仪及计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）软件分析了芯片间距分别为0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 mm条件下每颗芯片结温的分布状态，结果表明，芯片间距为2.5 mm时结温最低。Bum-Sik Seo等人使用热学软件模拟，为30 W COB筒灯设计了4种不同材质、尺寸、结构的散热器，最终确定了温度最低的1款。Minseok Ha等人通过有限元分析（Finite ElementAnalysis，FEA）软件模拟了不同芯片及固晶胶厚度对光源热阻的影响。本文也将通过热学软件，结合实际应用产品及实测数据，从不同侧面阐述热管理的重要性，对实际操作有重要的指导意义。
图1 COB封装的热阻组成示意
1、芯片承载电流对COB光源输出参数的影响
图2所示为多芯片COB光源结构示意图。芯片排布依据功率的不同而不同。功率相同时，芯片数量越少，单颗芯片承载电流越大，随之而来的是热流密度增加，结温升高，寿命降低。
图2 COB电源的组成结构
以7 W、9 W的COB光源为例，表1及表2描述了产品在不同芯片数量下电流、电压、光通量及相关色温（CCT）的变化。可以看出，单颗芯片电流增大，电压随之增大，光通量则逐渐降低，当下降至初始值的10%时，CCT变化值由负变正。图3—5直观地显示了上述变化关系。
表1 7W COB光源光输出参数随芯片电流的变化
表2 9W COB光源光输出参数随芯片电流的变化
图3 7W COB光源光通量及电压随电流变化曲线
图4 9W COB光源光通量及电压随电流变化曲线
图5 7W、9W COB光源CCT随电流变化曲线
究其原因，电流增大，产品发热量增加，产生的热量无法有效导出，光辐射能量降低。因此，芯片排布设计初，即要进行必要有效的热管理，以保证产品输出参数符合要求。
2、EFD软件模拟分析
2.1 不同芯片承载电流对热量分布的影响
以7 W COB光源（基板厚度0.7 mm）为例。我们假定所有光源均使用图6所示的型材散热器，所有导热材料导热率相同，仅改变芯片数量进而改变单颗芯片承载电流，通过EFD软件模拟光源最高温度，以此判定承载电流大小对热量分布的影响。
图6 型材散热器
表3中显示了芯片电流不同情况下光源的最高温度。由数据我们得出，在If大于116.7 mA下，热量的聚集能力越来越强，相反，导出能力越来越差。从图7给出的模拟图看到，当电流过大时，温度聚集在芯片内部，无法有效导出，热路径被堵塞，因此光源与散热器温差急剧增大，这种情况下，光源在很短时间内即有可能出现死灯！
表3 7W COB光源不同单颗芯片承载电流下光源最高温度
图7 不同的芯片电流下热量分布状况
2.2 不同基板厚度对热量分布的影响
以7 W COB光源为例，又模拟了在单颗芯片电流相同时，不同基板厚度情况下光源的最高温度，如表4所示。可见，随着基板厚度的增加，热路径加长，光源最高温度升高。
3、总结
本文通过数据比对和软件模拟，对影响COB光源热量分布的几种因素作了分析。结果表明，同种功率条件下，芯片数量越少，单颗芯片承载电流越大，基板厚度越大，光源积聚热量越多，光源温度升高，可靠性下降！
