高功率集成COB光源封装结构设计

刚铣完第一版铝基板样件的时候，边缘固定孔位的毛刺卡了三次定位销，反复调整走刀参数才把安装边的平面度控制在0.02mm以内，毕竟后续要贴装陶瓷绝缘层，基板平整度差一点就会导致固晶层出现空隙，直接影响热传导效率。最初画电极引脚的时候，把正负极端的折弯角度设成了90度，试装的时候发现焊线后引脚根部应力集中，反复弯折三次就出现了铜层断裂的隐患，后来把折弯处改成了R0.8的圆弧过渡，还在引脚和基板衔接的位置加了0.3mm的应力释放槽，哪怕后续组装时反复插拔接线，也不会出现铜箔剥离的问题。中间跨软件转STEP格式的时候，发光区围坝的倒角面出现了三次破面，反复核对曲面公差才把围坝的高度差控制在0.05mm以内，毕竟围坝是要灌封荧光胶的，高度不均会导致出光角度偏移，中心照度差超过8%就达不到商用照明的配光要求。做结构取舍的时候，本来想在基板背面加密集的鳍片散热齿，后来考虑到量产时冲压成型的脱模难度，把散热齿改成了平面沉台结构，预留了和外接散热器的贴合面，既保证了热阻低于1.2K/W的参数要求，又把单颗基板的冲压良率从62%提升到了94%。固定孔位的位置反复调整了四次，一开始孔位离发光区太近，锁螺丝的时候应力会传导到固晶层导致芯片隐裂，后来把四个安装孔往外侧偏移了1.2mm，还在每个孔位周边加了0.2mm的凸点支撑，锁附时的压力会被凸点分散，不会传递到中间的发光区域。发光区的固晶区域特意做了镜面镀金处理，最初打样的时候镀金层厚度只有0.1μm，测热阻的时候比预期高了0.4K/W，后来把镀金层厚度调整到0.3μm，既保证了芯片焊接的浸润性，又把热传导路径的损耗降到了最低。正负电极的标识特意做了0.15mm的凹凸刻字，一开始想做丝印标识，考虑到长期高温工作环境下丝印会脱落，改成模具一体压出的标识，哪怕在120度的持续工作温度下，标识也不会模糊，后续组装接线时不会出现正负极接反的问题。围坝内侧做了15度的倾斜面，本来是垂直结构，做光学模拟的时候发现边缘光线会被围坝遮挡，出光效率低了7%，改成斜面后光线反射路径更顺畅，整灯光效提升了近6个百分点。