SMD مقابل COB LED: هل تفهم حقًا أنواع مصابيح LED وسيناريوهات استخدامها؟

جدول المحتويات

1. مقدمة

هناك طرق تغليف LED مختلفة، بما في ذلك SMD 、COB 、MCOB، CSP، DOB، EMC، FC، و AC LED. كل من SMD و COB هما طريقتا تغليف LED (أي كيفية تركيب رقاقة انبعاث الضوء وتوصيلها سلكيًا وتوصيلها بالحرارة)، مما يؤثر على زاوية انبعاث الضوء والسطوع وقدرة تبديد الحرارة وعمر الخدمة وما إلى ذلك من المصباح. سيأخذك هذا الفصل لاستكشاف SMD مقابل COB.

2. المفاهيم الأساسية للتنمية المستدامة

يرمز SMD إلى الجهاز المثبت على السطح، وهو أكثر تقنيات تغليف الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) استخداماً ونضجاً. يتم تغليف رقاقة LED واحدة في غلاف بلاستيكي أو خزفي مع دبابيس معدنية (وسادات). يمكن لحام هذا الجهاز المستقل المعبأ مباشرة على لوحة الدوائر المطبوعة من خلال تقنية التركيب السطحي.

2.1 الميزات

أجهزة منفصلة: تحتوي كل عبوة SMD عادةً على 1 (في حالات قليلة، 2-4) رقائق LED.

التوحيد القياسي: هناك العديد من الأحجام القياسية (مثل 3528، 2835، 5050، 3030، 5630، 5630، إلخ)، والتي يسهل أتمتة إنتاجها وتصميمها.

خصائص مصدر الضوء النقطي: إن SMD واحد SMD هو مصدر ضوء نقطي صغير. وتستخدم عدة شاشات صغيرة ومتوسطة الحجم (SMDs) مجتمعة.

المرونة: يمكن ترتيبها بمرونة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور وتصميمها بأشكال مختلفة (شرائط ضوئية، وحدات، لوحات إضاءة للمصابيح، إلخ).

تصميم بصري: عادةً ما يحتاج كل من SMD إلى مطابقة كل وحدة صغيرة ومتوسطة الحجم مع عدسة مستقلة أو كوب عاكس للتصميم البصري الثانوي.

3. المفاهيم الأساسية لـ COB

اختصار COB (رقاقة على لوحة)، وهي تقنية تغليف أكثر تكاملاً. حيث يتم ترسيخ العديد (عادةً العشرات أو حتى المئات) من رقائق الصمام الثنائي الباعث للضوء العارية غير المغلفة مباشرةً (عادةً العشرات أو حتى المئات) من رقائق الصمام الثنائي الباعث للضوء العارية وملحومة ومترابطة كهربائيًا على نفس الركيزة (عادةً ما تكون ركيزة معدنية أو ركيزة خزفية)، ثم تغطى بشكل عام بطبقة فوسفورية مشتركة (لتشكيل مساحة كبيرة من السطح الباعث للضوء)، وأخيرًا قد تكون مغطاة بطبقة من العدسات الواقية.

3.1 الميزات

مصدر ضوء متكامل: وحدة COB هي مصدر ضوء متكامل يحتوي على رقائق متعددة.

خصائص مصدر الضوء السطحي: ينبعث منها سطح متناسق نسبيًا ومستمر انبعاث الضوء، وبقعة أكثر نعومة وتوهج أقل.

كثافة عالية: يتم ترتيب الرقائق بإحكام في مساحة صغيرة جدًا لتحقيق كثافة طاقة عالية.

تجميع مبسط: بدلاً من العشرات من أجهزة SMD، يجب التعامل مع وحدة مصدر ضوء COB واحدة فقط في تصنيع وحدات الإنارة.

بصريات مبسطة: عادةً ما تكون هناك حاجة إلى عدسة أو عاكس واحد فقط يغطي سطح انبعاث الضوء COB بالكامل.

4. الفروق بين مصابيح LED SMD و COB LED

الهيكل الأساسي ：SMD عبارة عن عدد واحد/صغير من الرقائق يتم تعبئتها بشكل مستقل مع دبابيس وتثبيتها على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. COB عبارة عن رقائق عارية متعددة مدمجة مباشرة على ركيزة ومغطاة بطبقة فوسفورية مشتركة.
خصائص مصدر الضوء ：SMD هو مصدر ضوء نقطي (مجموعة من نقاط متعددة). COB هو مصدر ضوء سطحي (سطح واحد موحد ينبعث منه ضوء موحد).
كفاءة الإضاءة ：SMD، عالية (خاصة في نطاق الطاقة المنخفض إلى المتوسط). بيانات مختبرية تصل إلى 220 لومن/ثانية +، السائد التجاري 120-180 لومن/ثانية. COBs، إمكانات نظرية عالية، ولكن عادةً ما تكون أقل قليلاً من أعلى SMD لنفس الطاقة بسبب تحديات الإدارة الحرارية المتوائمة بكثافة (الفجوة تضيق). التيار الرئيسي التجاري السائد 100-160 لومن/ثانية.
كثافة الطاقة ：SMD، متوسطة. تكون طاقة الجهاز الواحد محدودة (عادةً <1 وات)، ويلزم تركيبات متعددة لتحقيق طاقة عالية. COB، عالية. يتم دمج رقائق متعددة على مساحة صغيرة جدًا، مما يجعل من السهل تحقيق طاقة عالية في وحدة واحدة (10 واط، 20 واط، 50 واط، 100 واط فأكثر).
مرونة التصميم: مرونة التصميم ：SMD، عالية جدًا. يمكن ترتيبها بحرية لتلبية مختلف الأشكال والأحجام والقوى ومتطلبات توزيع الضوء (مثل الأشكال الخطية والدائرية والخاصة). COB، منخفضة نسبيًا. شكل السطح المضيء ثابت (في الغالب دائري ومربع وشرائط طويلة)، ويتم تحديد الطاقة وتوزيع الضوء بشكل أساسي من خلال نموذج الوحدة.
الاستخدامات الأساسية ： توفر مصابيح LED حلولاً مرنة وموحدة وفعالة من حيث التكلفة لمصادر إضاءة LED مناسبة لسيناريوهات الطاقة المتنوعة والصغيرة والمتوسطة. يوفر COB مصادر إضاءة متكاملة ذات كثافة طاقة عالية، وتدفق ضوئي عالٍ، وضوء موحد وناعم، وإدارة حرارية ممتازة، والتي يمكن أن تلبي احتياجات السطوع العالي والإضاءة عالية الجودة وتبسيط تصنيع المصابيح.

5. مزايا وعيوب مصابيح SMD و COB LED

5.1 جودة الضوء

SMD: المزايا هي مجموعة واسعة من خيارات عرض الألوان والتحكم الدقيق في درجة حرارة اللون. وتتمثل العيوب في أن الجمع بين مصادر الضوء النقطي المتعددة عرضة للظلال المتعددة والتحبيب والوهج (يلزم وجود تصميم بصري جيد).

COB: المزايا هي الضوء المنتظم والناعم، وانتقال بقعة الضوء الطبيعي، والتحكم الجيد في الوهج، والراحة البصرية العالية. تتمثل العيوب في أن تجسيد اللون عادةً ما يكون أدنى قليلاً من أعلى SMD (تحت التحسين)، ويكون التحكم في اتساق درجة حرارة اللون أكثر صعوبة قليلاً (يلزم وجود طلاء فوسفوري دقيق).

5.2 الإدارة الحرارية

SMD: الميزة هي أن الحرارة الناتجة عن رقاقة واحدة مشتتة والمسار الحراري قصير نسبيًا (رقاقة-> عبوة-> ثنائي الفينيل متعدد الكلور-> بالوعة الحرارة). أما العيب فهو أن التصميم الحراري لثنائي الفينيل متعدد الكلور يكون معقدًا عند دمج عدة أجهزة، كما أن المواد الموصلة للحرارة الجيدة والمشتتات الحرارية مطلوبة.

COB: الميزة هي أن الرقاقة مرتبطة مباشرةً بركيزة عالية التوصيل الحراري (غالبًا ما تكون من السيراميك أو المعدن)، والتي تتميز بمقاومة حرارية أقل وتسهل تصدير الحرارة من المصدر. أما العيب فهو أن الحرارة عالية التركيز وتتطلب محلول تبريد أكثر قوة (بالوعة حرارية كبيرة/تبريد نشط).

5.3 الموثوقية

SMD: الميزة هي أن التقنية ناضجة وفشل جهاز واحد يؤثر على المنطقة المحلية. أما العيب فهو أن هناك العديد من وصلات اللحام (دبابيس الجهاز -> ثنائي الفينيل متعدد الكلور)، وهناك العديد من نقاط الفشل المحتملة؛ وقد يؤثر إجهاد الدورة الحرارية على عمر وصلات اللحام.

COB: الميزة هي أن هناك عدد أقل من وصلات اللحام (الرقاقة ملحومة مباشرة بالركيزة)، والهيكل أكثر صلابة، ومقاومة الاهتزاز الميكانيكي جيدة؛ والمسار الحراري مباشر. العيب هو أن تعطل شريحة واحدة قد يتسبب في تعطل الوحدة بأكملها أو لون الضوء غير الطبيعي؛ طبقة الفوسفور كبيرة، والضرر المحلي يؤثر على الكل.

5.3 التكلفة

الشرائح الصغيرة والمتوسطة الحجم: تتمثل المزايا في المكونات الموحدة، والإنتاج الآلي الناضج، وانخفاض تكاليف المكونات الأولية؛ يمكن استبدال الشرائح الصغيرة والمتوسطة الحجم الواحدة للصيانة. أما العيوب فتتمثل في وجود العديد من عمليات التجميع (تركيب الرقائق، وإعادة لحام إعادة التدفق) وتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور المعقد.

COB: الميزة هي أن عملية تجميع المصباح مبسطة (يجب معالجة وحدة مصدر ضوء واحدة فقط)، مما يقلل من تكاليف العمالة والتصنيع. أما العيب فهو أن وحدة COB نفسها لها تكلفة تصنيع عالية (الركيزة، والبلورة الصلبة، وعملية طلاء الفوسفور)؛ وتكلفة الصيانة عالية (عادة ما يتم استبدال الوحدة بأكملها).

5. مجالات التطبيق الرئيسية

لمبات SMD ：LED، والأنابيب، وشرائط إضاءة LED/مصابيح النيون LED، والإضاءة الزخرفية (مثل أضواء عيد الميلاد، وأضواء الجو)، والإضاءة الخلفية (التلفزيون، والشاشات)، والمصابيح ذات الشكل الخاص، وإضاءة السيارات (المصابيح الخلفية، والأضواء الداخلية)، والمصابيح السفلية متوسطة ومنخفضة الطاقة، والأضواء الكاشفة، وأضواء اللوحات.

COB ：متطلبات الطاقة العالية/متطلبات التدفق الضوئي العالي، مصابيح الخليج العالية، مصابيح الشوارع، مصابيح السقف العالي، مصابيح السقف العالي، مصابيح الملاعب. تتطلب إضاءة موحدة وناعمة وأضواء كاشفة تجارية، وأضواء سفلية (سائدة)، وأضواء خزانة، وأضواء المسار. تتطلب سطحًا مضيئًا صغيرًا وشدة إضاءة عالية، مصابيح كشافة، أضواء المسرح، أضواء التصوير، أضواء السيارات (المصابيح الأمامية). بعض الأضواء اللوحية الراقية.

6. ملخص ومقترحات اختيار SMD 、 COB

تتطور كلتا التقنيتين، SMD سعياً لتحقيق فعالية إضاءة أعلى وأحجام أصغر (مثل مصابيح LED متناهية الصغر)، و COBs التي تواصل تحسين فعالية الإضاءة وتجسيد اللون والموثوقية وخفض التكلفة. كما أن التقنيات الناشئة مثل MCOB (مصفوفات COB المتعددة) وCOG (رقاقة على الزجاج) وCOB ذات الرقاقة المقلوبة وغيرها تدمج مزايا كلتا التقنيتين. وفي الوقت الحالي، تتعايش الرقاقات الصغيرة والمتوسطة الحجم وثنائي أكسيد الكربون في تعايش متكامل في السوق، حيث يلعب كل منهما دورًا مهمًا في مجالات خبرته.

اختر SMD عندما:

تحتاج إلى مرونة في التصميم (الشكل والحجم والتوزيع الخاص للضوء).
الاستخدام منخفض إلى متوسط الطاقة (مثل المصابيح المنزلية وشرائط الإضاءة وأضواء الزينة والإضاءة الخلفية).
التكلفة هي الاعتبار الأساسي (خاصةً التكلفة الأولية للجهاز).
سهل الإصلاح (استبدال مصابيح LED فردية).
أعلى مؤشر تجسيد لوني مطلوب للغاية (يمكن أن تصل بعض أفضل أجهزة SMDs إلى CRI> 98).

اختر COB عندما:

تحتاج إلى طاقة عالية/إخراج سطوع عالٍ (المصابيح الصناعية وأضواء الشوارع).
يُعد تجانس الضوء ونعومته وانخفاض توهجه من الأمور المهمة (مثل الأضواء الكاشفة التجارية، والإضاءة السفلية، والإضاءة الداخلية عالية الجودة).
تتميز وحدات الإنارة بمساحة محدودة وتتطلب أسطحًا مضيئة صغيرة لتحقيق كثافة إضاءة عالية (مثل المصابيح اليدوية والمصابيح الأمامية).
الرغبة في تبسيط عملية تجميع وتصنيع وحدة الإنارة.
يُعد الأداء الجيد للإدارة الحرارية أحد المتطلبات الرئيسية (يتميز COB بميزة واضحة تتمثل في المقاومة الحرارية المنخفضة).
السعي للحصول على تجربة بصرية أقرب إلى تجربة مصادر الضوء التقليدية (الخصائص الباعثة للسطح).