燈具制作商在設(shè)計COB光源燈具時，常用熱電偶測量光源發(fā)光面溫度，這種測量方法會使測量結(jié)果明顯偏高，繼而對COB光源的可靠性有所疑慮。

　　COB光源發(fā)光面溫度偏高，一方面是由光源具有高光通量密度輸出，熒光膠吸光轉(zhuǎn)成熱造成的;另一方面則是發(fā)光面的溫度不適合采用熱電偶進(jìn)行接觸測量。

　　一、引 言

　　COB(Chip-on-Board)封裝技術(shù)因其具有熱阻低、光通量密度高、色容差小、組裝工序少等優(yōu)勢，在業(yè)內(nèi)受到越來越多的關(guān)注。COB封裝技術(shù)已在IC集成電路中應(yīng)用多年，但對于廣大的燈具制造商和消費(fèi)者，LED光源采用COB封裝還是新穎的技術(shù)。

　　LED產(chǎn)品的可靠性與光源的溫度密切相關(guān)，由于COB光源采用多顆芯片高密度封裝，其溫度分布、測量與SMD光源有明顯不同。本文將介紹COB光源的溫度分布特點(diǎn)與其內(nèi)在機(jī)理，并對常用的溫度測量方法進(jìn)行比較。

　　二、COB光源的溫度分布

　　COB封裝就是將芯片直接貼裝到光源的基板上，使用時COB光源與熱沉直接相連，無需進(jìn)行SMT表面組裝。SMD封裝則先將芯片貼裝在支架上成為一個器件，使用時需將器件貼裝到基板上再與熱沉連接。兩者的熱阻結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，相對于SMD器件，COB熱阻比SMD在使用時少了支架層熱阻與焊料層熱阻，芯片的熱量更容易傳遞到熱沉。

圖1：熱阻結(jié)構(gòu)示意圖

　　1、常用溫度測量方法比較

　　常用的溫度傳感器類型有熱電偶、熱電阻、紅外輻射器等。熱電偶是由兩條不同的金屬線組成，一端結(jié)合在一起，該連接點(diǎn)處的溫度變化會引起另外兩端之間的電壓變化，通過測量電壓即可反推出溫度。熱電阻利用材料的電阻隨材料的溫度變化的機(jī)理，通過間接測量電阻計算出溫度。

　　紅外傳感器通過測量材料發(fā)射出的輻射能量進(jìn)行溫度測量，三者的主要特征如表1所示。

表1：溫度測量方法對比

　　熱電偶成本低廉，在測溫領(lǐng)域中最為廣泛，探頭的體積越小，對溫度越靈敏，IEC60598要求熱電偶探頭涂上高反射材料減少光對溫度測量的影響。但如果將熱電偶直接貼在發(fā)光面上進(jìn)行測量，探頭吸光轉(zhuǎn)換成熱的效果十分明顯，會導(dǎo)致測量值偏高。

　　實(shí)際測量中有不少技術(shù)人員習(xí)慣用高溫膠帶進(jìn)行探頭固定，如圖2所示。這種粘接會加劇這種吸光轉(zhuǎn)熱效應(yīng)，導(dǎo)致測量值嚴(yán)重偏高，偏差可達(dá)50℃以上。

圖2：錯誤的溫度測量方式

　　因此，為避免光對熱電偶的影響，建議使用紅外熱成像儀進(jìn)行溫度測量，紅外熱成像儀除具有響應(yīng)時間快、非接觸、無需斷電、快速掃描等優(yōu)點(diǎn)，還可以實(shí)時顯示待測物體的溫度分布。紅外測溫原理是基于斯特藩—玻耳茲曼定理，可用以下公式表示。

　　其中P(T)為輻射能量，σ為斯特藩—玻耳茲曼常量，ε為發(fā)射率，紅外測溫的精確與待測材料的發(fā)射率密切相關(guān)，由于COB光源表面的大部分材料發(fā)射率是未知的，為了精準(zhǔn)測溫，可將光源放置在恒溫加熱臺上，待光源加熱到一個已知溫度處于熱平衡狀態(tài)后，用紅外熱成像儀測量物體表面溫度，再調(diào)整材料的發(fā)射率，使其溫度顯示為正確溫度。