SMD vs. COB-LED: Verstehen Sie wirklich die verschiedenen LED-Typen und ihre Einsatzmöglichkeiten?

Inhaltsübersicht

1. Einleitung

Es gibt verschiedene LED-Verpackungsmethoden, darunter SMD、COB、MCOB, CSP, DOB, EMC, FC und AC LED. Sowohl SMD als auch COB sind LED-Packaging-Methoden (d.h. die Art und Weise, wie der lichtemittierende Chip installiert, verdrahtet und wärmegeleitet wird), die sich auf den Abstrahlwinkel, die Helligkeit, die Wärmeabfuhrkapazität, die Lebensdauer usw. der Lampe auswirken. In diesem Kapitel erfahren Sie mehr über SMD und COB.

2. SMD-Kernkonzepte

SMD steht für Surface-Mounted Device, die am weitesten verbreitete und ausgereifteste LED-Gehäusetechnologie. Ein einzelner LED-Chip ist in einer Kunststoff- oder Keramikschale mit Metallstiften (Pads) verpackt. Dieses verpackte, unabhängige Bauteil kann mittels Oberflächenmontagetechnik direkt auf eine Leiterplatte gelötet werden.

2.1 Merkmale

Diskrete Geräte: Jedes SMD-Gehäuse enthält in der Regel 1 (in einigen wenigen Fällen 2-4) LED-Chips.

Standardisierung: Es gibt verschiedene Standardgrößen (z. B. 3528, 2835, 5050, 3030, 5630 usw.), die sich leicht in der Produktion und im Design automatisieren lassen.

Merkmale einer Punktlichtquelle: Ein einzelnes SMD ist eine kleine Punktlichtquelle. Mehrere SMDs werden in Kombination verwendet.

Flexibel: Es kann flexibel auf der Leiterplatte angeordnet und in verschiedenen Formen gestaltet werden (Lichtleisten, Module, Leuchtplatten aus Glühbirnen usw.).

Optisches Design: Jedes SMD muss in der Regel mit einer unabhängigen Linse oder einem Reflektorbecher für das sekundäre optische Design kombiniert werden.

3. COB-Kernkonzepte

COB ist die Abkürzung für Chip-on-Board, eine stärker integrierte Verpackungstechnologie. Mehrere (in der Regel Dutzende oder sogar Hunderte) unverkapselte LED-Chips werden direkt auf demselben Substrat (in der Regel ein Metall- oder Keramiksubstrat) verfestigt, verlötet und elektrisch miteinander verbunden, dann mit einer gemeinsamen Phosphorschicht überzogen (um eine großflächige Lichtaustrittsfläche zu bilden) und schließlich mit einer Schicht aus Schutzlinsen versehen.

3.1 Merkmale

Integrierte Lichtquelle: Ein COB-Modul ist eine integrierte Lichtquelle mit mehreren Chips.

Eigenschaften der Flächenlichtquelle: Sie strahlt eine relativ gleichmäßige, kontinuierliche Lichtfläche aus, hat einen weicheren Lichtfleck und weniger Streulicht.

Hohe Dichte: Die Chips sind auf kleinstem Raum dicht angeordnet, um eine hohe Leistungsdichte zu erreichen.

Vereinfachte Montage: Anstelle von Dutzenden von SMD-Bauteilen muss bei der Leuchtenherstellung nur noch ein COB-Lichtquellenmodul verarbeitet werden.

Vereinfachte Optik: In der Regel ist nur eine Linse oder ein Reflektor erforderlich, der die gesamte COB-Lichtaustrittsfläche abdeckt.

4. Unterschiede zwischen SMD-LED und COB-LED

Grundlegende Struktur：SMD ist eine einzelne/kleine Anzahl von Chips, die unabhängig voneinander mit Stiften verpackt und auf einer Leiterplatte montiert sind. Bei COB werden mehrere nackte Chips direkt auf einem Substrat integriert und mit einer gemeinsamen Phosphorschicht bedeckt.
Merkmale der Lichtquelle：SMD ist eine Punktlichtquelle (Kombination aus mehreren Punkten). COB ist eine Flächenlichtquelle (eine einzige einheitliche Lichtaustrittsfläche).
Lichtausbeute：SMD, hoch (insbesondere im niedrigen bis mittleren Leistungsbereich). Labordaten bis zu 220 lm/W+, kommerzieller Mainstream 120-180 lm/W. COBs, hohes theoretisches Potenzial, aber in der Regel etwas niedriger als Top-SMD für die gleiche Leistung aufgrund der Herausforderungen des Wärmemanagements bei dichter Anordnung (der Abstand wird kleiner). Kommerzieller Mainstream 100-160 lm/W.
Leistungsdichte：SMD, mittel. Die Leistung eines einzelnen Geräts ist begrenzt (in der Regel <1W), und es sind mehrere Kombinationen erforderlich, um eine hohe Leistung zu erreichen. COB, hoch. Mehrere Chips sind auf einer sehr kleinen Fläche integriert, so dass es einfach ist, eine hohe Leistung in einem einzigen Modul zu erreichen (10W, 20W, 50W, 100W+).
Designflexibilität：SMD, sehr hoch. Kann frei angeordnet werden, um verschiedene Formen, Größen, Leistungen und Lichtverteilungsanforderungen zu erfüllen (z. B. lineare, runde und spezielle Formen). COB, relativ gering. Die Form der leuchtenden Fläche ist festgelegt (meist kreisförmig, quadratisch und lange Streifen), und die Leistung und Lichtverteilung werden hauptsächlich durch das Modulmodell bestimmt.
Kernanwendungen：SMD bietet flexible, standardisierte und kosteneffiziente LED-Lichtquellenlösungen, die für verschiedene Szenarien mit kleiner und mittlerer Leistung geeignet sind. COB bietet integrierte Lichtquellen mit hoher Leistungsdichte, hohem Lichtstrom, gleichmäßigem und weichem Licht und hervorragendem Wärmemanagement, die den Anforderungen an hohe Helligkeit und hohe Beleuchtungsqualität gerecht werden und die Herstellung von Lampen vereinfachen können.

5. Vorteile und Nachteile von SMD und COB LED

5.1 Qualität des Lichts

SMD: Die Vorteile sind eine breite Palette von Farbwiedergabeoptionen und eine präzise Steuerung der Farbtemperatur. Die Nachteile sind, dass die Kombination mehrerer Punktlichtquellen zu Mehrfachschatten, Körnigkeit und Blendung führt (gutes optisches Design erforderlich).

COB: Die Vorteile sind gleichmäßiges und weiches Licht, natürliche Lichtpunktübergänge, gute Blendungsbegrenzung und hoher Sehkomfort. Die Nachteile sind, dass die Farbwiedergabe in der Regel etwas schlechter ist als bei SMD-Lampen (unter Verbesserung) und dass die Farbtemperaturkonsistenz etwas schwieriger zu kontrollieren ist (eine präzise Phosphorbeschichtung ist erforderlich).

5.2 Wärmemanagement

SMD: Der Vorteil ist, dass die von einem einzelnen Chip erzeugte Wärme verteilt wird und der thermische Weg relativ kurz ist (Chip->Gehäuse->Leiterplatte->Kühlkörper). Der Nachteil ist, dass das thermische Design der Leiterplatte komplex ist, wenn mehrere Bauelemente kombiniert werden, und gute wärmeleitende Materialien und Kühlkörper erforderlich sind.

COB: Der Vorteil besteht darin, dass der Chip direkt an ein gut wärmeleitendes Substrat (häufig Keramik oder Metall) gebunden ist, das einen geringeren Wärmewiderstand aufweist und die Wärmeabfuhr von der Quelle erleichtert. Der Nachteil ist, dass die Wärme stark konzentriert ist und eine leistungsfähigere Kühllösung erfordert (großer Kühlkörper/aktive Kühlung).

5.3 Verlässlichkeit

SMD: Der Vorteil ist, dass die Technologie ausgereift ist und der Ausfall eines einzelnen Bauteils den gesamten Bereich betrifft. Der Nachteil ist, dass es viele Lötstellen gibt (Bauteilstifte -> Leiterplatte), und es gibt viele potenzielle Fehlerpunkte; die Belastung durch thermische Zyklen kann die Lebensdauer der Lötstellen beeinträchtigen.

COB: Der Vorteil ist, dass es weniger Lötstellen gibt (der Chip ist direkt mit dem Substrat verlötet), die Struktur ist solider und die Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Vibrationen ist gut; der Wärmepfad ist direkt. Der Nachteil ist, dass der Ausfall eines einzelnen Chips den Ausfall des gesamten Moduls oder eine abnormale Lichtfarbe verursachen kann; die Phosphorschicht ist groß, und lokale Schäden wirken sich auf das Ganze aus.

5.3 Kosten

SMD: Die Vorteile sind standardisierte Bauteile, eine ausgereifte automatisierte Produktion und niedrige Anschaffungskosten der Bauteile; einzelne SMDs können bei der Wartung ausgetauscht werden. Die Nachteile sind die vielen Montageprozesse (Chipmontage, Reflow-Löten) und das komplexe Leiterplattendesign.

COB: Der Vorteil ist, dass der Prozess der Lampenmontage vereinfacht wird (es muss nur ein Lichtquellenmodul verarbeitet werden), was die Arbeits- und Herstellungskosten senkt. Der Nachteil ist, dass das COB-Modul selbst hohe Herstellungskosten hat (Substrat, Festkristall, Phosphorbeschichtung); die Wartungskosten sind hoch (normalerweise wird das gesamte Modul ersetzt).

5. Hauptanwendungsbereiche

SMD：LED-Glühbirnen, Röhren, LED-Lichtstreifen/Neonlichter, dekorative Beleuchtung (z. B. Weihnachtsbeleuchtung, Stimmungslichter), Hintergrundbeleuchtung (Fernseher, Monitore), speziell geformte Lampen, Kfz-Beleuchtung (Rückleuchten, Innenbeleuchtung), Downlights mit mittlerem und niedrigem Stromverbrauch, Scheinwerfer, Flächenleuchten.

COB：Hohe Leistung/hoher Lichtstrombedarf, hohe Hallenbeleuchtung, Straßenlampen, hohe Deckenbeleuchtung, Stadionbeleuchtung. Erfordert gleichmäßiges und weiches Licht, kommerzielle Strahler, Downlights (Mainstream), Schrankleuchten, Stromschienenleuchten. Benötigt kleine Lichtfläche und hohe Lichtstärke, Blitzlicht, Bühnenlicht, Fotolicht, Autolicht (Scheinwerfer). Einige High-End-Panel-Leuchten.

6. Zusammenfassung und SMD、COB-Auswahlvorschläge

Beide entwickeln sich weiter: SMD im Streben nach höherer Lichtausbeute und kleineren Abmessungen (z. B. Micro-LEDs) und COB, die Lichtausbeute, Farbwiedergabe, Zuverlässigkeit und Kostenreduzierung weiter verbessern. Aufstrebende Technologien wie MCOB (Multiple COB Arrays), COG (Chip-on-Glass), Flip-Chip COB, usw. vereinen ebenfalls die Vorteile beider Technologien. Gegenwärtig koexistieren SMD- und COB-Technologien auf dem Markt und ergänzen sich gegenseitig, wobei jede von ihnen eine wichtige Rolle in ihrem jeweiligen Fachgebiet spielt.

Wählen Sie SMD, wenn:

Sie brauchen gestalterische Flexibilität (Form, Größe, spezielle Lichtverteilung).
Die Anwendung liegt im niedrigen bis mittleren Leistungsbereich (z. B. Glühbirnen, Lichtleisten, dekorative Leuchten, Hintergrundbeleuchtungen).
Die Kosten stehen im Vordergrund (insbesondere die Kosten für das erste Gerät).
Einfach zu reparieren (Austausch einzelner LEDs).
Der höchste Farbwiedergabeindex ist extrem anspruchsvoll (einige Spitzen-SMDs erreichen einen CRI>98).

Wählen Sie COB, wenn:

Sie benötigen eine hohe Leistung/hohe Helligkeit (Industrieleuchten, Straßenbeleuchtung).
Gleichmäßiges Licht, Weichheit und geringe Blendung sind entscheidend (z. B. kommerzielle Strahler, Downlights, hochwertige Innenbeleuchtung).
Leuchten haben wenig Platz und benötigen kleine Leuchtflächen, um eine hohe Lichtstärke zu erreichen (z. B. Taschenlampen, Scheinwerfer).
Wunsch nach einer Vereinfachung des Montage- und Herstellungsprozesses der Leuchte.
Ein gutes Wärmemanagement ist eine wichtige Voraussetzung (COB hat den klaren Vorteil eines geringen Wärmewiderstands).
Das Streben nach einem visuellen Erlebnis, das dem von herkömmlichen Lichtquellen näher kommt (oberflächenemittierende Eigenschaften).