LED SMD vs COB : Comprenez-vous vraiment les types de LED et leurs scénarios d'utilisation ?

Table des matières

1. Introduction

Il existe différentes méthodes de conditionnement des LED, notamment SMD、COB、MCOB, CSP, DOB, EMC, FC et AC LED. Les méthodes SMD et COB sont des méthodes de conditionnement des LED (c'est-à-dire la façon dont la puce lumineuse est installée, câblée et conduite par la chaleur), qui affectent l'angle d'émission de la lumière, la luminosité, la capacité de dissipation de la chaleur, la durée de vie, etc. de la lampe. Ce chapitre vous permettra d'étudier les différences entre SMD et COB.

2. Concepts de base de la DGS

SMD signifie Surface-Mounted Device (dispositif monté en surface). Il s'agit de la technologie de conditionnement des LED la plus répandue et la plus aboutie. Une puce LED unique est emballée dans une coque en plastique ou en céramique avec des broches métalliques (pads). Ce dispositif indépendant emballé peut être directement soudé sur un circuit imprimé grâce à la technologie de montage en surface.

2.1 Caractéristiques

Dispositifs discrets : Chaque boîtier SMD contient généralement 1 (dans quelques cas, 2-4) puce LED.

Normalisation : Il existe plusieurs tailles standard (3528, 2835, 5050, 3030, 5630, etc.), ce qui facilite l'automatisation de la production et de la conception.

Caractéristiques des sources lumineuses ponctuelles : Un seul SMD est une petite source lumineuse ponctuelle. Plusieurs SMD sont utilisés en combinaison.

Flexibilité : Il peut être disposé de manière flexible sur le circuit imprimé et conçu sous différentes formes (bandes lumineuses, modules, tableaux d'ampoules, etc.).

Conception optique : Chaque CMS doit généralement être associé à une lentille indépendante ou à une coupelle réfléchissante pour la conception optique secondaire.

3. Concepts fondamentaux de la COB

L'abréviation COB (Chip-on-Board) est une technologie d'emballage plus intégrée. Plusieurs (généralement des dizaines, voire des centaines) de puces LED nues non encapsulées sont directement solidifiées, soudées et interconnectées électriquement sur le même substrat (généralement un substrat métallique ou céramique), puis recouvertes d'une couche de phosphore commune (pour former une grande surface d'émission de lumière), et enfin éventuellement recouvertes d'une couche de lentilles protectrices.

3.1 Caractéristiques

Source lumineuse intégrée : Un module COB est une source lumineuse intégrée contenant plusieurs puces.

Caractéristiques de la source lumineuse de surface : émet une surface lumineuse relativement uniforme et continue, avec des taches plus douces et moins d'éblouissement.

Haute densité : Les puces sont étroitement disposées sur une très petite surface afin d'obtenir une densité de puissance élevée.

Assemblage simplifié : Au lieu de douzaines de dispositifs SMD, un seul module de source lumineuse COB doit être manipulé lors de la fabrication du luminaire.

Optique simplifiée : en général, une seule lentille ou un seul réflecteur couvrant toute la surface d'émission de la lumière COB est nécessaire.

4. Différences entre les LED SMD et les LED COB

Structure de base：SMD : une seule ou un petit nombre de puces sont emballées indépendamment avec des broches et montées sur un circuit imprimé. COB : plusieurs puces nues sont directement intégrées sur un substrat et recouvertes d'une couche de phosphore commune.
Caractéristiques de la source lumineuse：SMD est une source lumineuse ponctuelle (combinaison de plusieurs points). COB est une source de lumière surfacique (une seule surface émettrice de lumière uniforme).
Efficacité lumineuse：SMD, élevée (en particulier dans la plage de puissance faible à moyenne). Les données de laboratoire vont jusqu'à 220 lm/W+, les données commerciales courantes entre 120 et 180 lm/W. COBs, potentiel théorique élevé, mais généralement légèrement inférieur au SMD supérieur pour la même puissance en raison des problèmes de gestion thermique de l'alignement dense (l'écart se réduit). Courant commercial 100-160 lm/W.
Densité de puissance：SMD, moyenne. La puissance d'un seul dispositif est limitée (généralement <1W), et de multiples combinaisons sont nécessaires pour obtenir une puissance élevée. COB, élevée. Plusieurs puces sont intégrées sur une très petite surface, ce qui permet d'obtenir facilement une puissance élevée dans un seul module (10W, 20W, 50W, 100W+).
Flexibilité de conception：SMD, très élevée. Peut être librement agencé pour répondre à diverses exigences en matière de formes, de tailles, de puissances et de répartition de la lumière (linéaire, circulaire et formes spéciales). COB, relativement faible. La forme de la surface lumineuse est fixe (principalement circulaire, carrée et en longues bandes), et la puissance et la distribution de la lumière sont principalement déterminées par le modèle de module.
Principales utilisations：SMD fournit des solutions de sources lumineuses LED flexibles, normalisées et rentables, adaptées à des scénarios diversifiés, de petite et moyenne puissance. Le COB fournit des sources lumineuses intégrées à haute densité de puissance, à flux lumineux élevé, à lumière uniforme et douce, et à excellente gestion thermique, qui peuvent répondre aux besoins d'un éclairage de haute luminosité et de haute qualité et simplifier la fabrication des lampes.

5. Avantages et inconvénients des LED SMD et COB

5.1 Qualité de la lumière

SMD : Les avantages sont une large gamme d'options de rendu des couleurs et un contrôle précis de la température de couleur. Les inconvénients sont que la combinaison de plusieurs sources lumineuses ponctuelles est sujette aux ombres multiples, à la granulation et à l'éblouissement (une bonne conception optique est nécessaire).

COB : Les avantages sont une lumière uniforme et douce, une transition naturelle entre les points lumineux, un bon contrôle de l'éblouissement et un confort visuel élevé. Les inconvénients sont que le rendu des couleurs est généralement légèrement inférieur à celui des lampes SMD supérieures (en cours d'amélioration) et que la cohérence de la température de couleur est légèrement plus difficile à contrôler (un revêtement précis du phosphore est nécessaire).

5.2 Gestion thermique

SMD : L'avantage est que la chaleur générée par une seule puce est dispersée et que le chemin thermique est relativement court (puce->emballage->PCB->dissipateur thermique). L'inconvénient est que la conception thermique du circuit imprimé est complexe lorsque plusieurs dispositifs sont combinés, et que de bons matériaux thermoconducteurs et dissipateurs de chaleur sont nécessaires.

COB : L'avantage est que la puce est directement liée à un substrat hautement thermoconducteur (souvent en céramique ou en métal), qui présente une résistance thermique plus faible et facilite l'exportation de la chaleur depuis la source. L'inconvénient est que la chaleur est très concentrée et nécessite une solution de refroidissement plus puissante (grand dissipateur thermique/refroidissement actif).

5.3 Fiabilité

SMD : l'avantage est que la technologie est mûre et que la défaillance d'un seul dispositif affecte la zone locale. L'inconvénient est qu'il y a beaucoup de joints de soudure (broches de l'appareil -> PCB), et qu'il y a beaucoup de points de défaillance potentiels ; le stress du cycle thermique peut affecter la durée de vie des joints de soudure.

COB : L'avantage est qu'il y a moins de joints de soudure (la puce est directement soudée au substrat), la structure est plus solide et la résistance aux vibrations mécaniques est bonne ; le chemin thermique est direct. L'inconvénient est que la défaillance d'une seule puce peut entraîner la défaillance de l'ensemble du module ou une couleur de lumière anormale ; la couche de phosphore est importante et les dommages locaux affectent l'ensemble.

5.3 Coût

SMD : les avantages sont les suivants : composants standardisés, production automatisée mature et faible coût initial des composants ; les composants SMD individuels peuvent être remplacés pour la maintenance. Les inconvénients sont la multiplicité des processus d'assemblage (montage des puces, soudure par refusion) et la complexité de la conception des circuits imprimés.

COB : L'avantage est que le processus d'assemblage de la lampe est simplifié (un seul module de source lumineuse doit être traité), ce qui réduit les coûts de main-d'œuvre et de fabrication. L'inconvénient est que le module COB lui-même a un coût de fabrication élevé (substrat, cristal solide, processus de revêtement de phosphore) ; le coût de maintenance est élevé (le module entier est généralement remplacé).

5. Principaux domaines d'application

SMD：LED bulbs, tubes, LED light strips/neon lights, éclairage décoratif (comme les lumières de Noël, les lumières d'ambiance), rétro-éclairage (TV, écrans), lampes de forme spéciale, éclairage automobile (feux arrière, éclairage intérieur), downlights de moyenne et faible puissance, spots, panneaux lumineux.

COB：Exigences élevées en matière de puissance et de flux lumineux, éclairage de grande hauteur, lampadaires, éclairages de haut plafond, éclairages de stade. Exige une lumière uniforme et douce, projecteurs commerciaux, downlights (grand public), éclairages d'armoires, éclairages sur rail. Exige une petite surface lumineuse et une forte intensité lumineuse, lampes de poche, éclairages de scène, éclairages de photographie, éclairages de voiture (phares). Certains éclairages de panneaux haut de gamme.

6. Résumé et suggestions de sélection des SMD、COB

Les deux évoluent, les CMS recherchant une plus grande efficacité lumineuse et des tailles plus petites (par exemple, les micro LED), et les COB continuant à améliorer l'efficacité lumineuse, le rendu des couleurs, la fiabilité et la réduction des coûts. Les technologies émergentes telles que MCOB (multiple COB arrays), COG (Chip-on-Glass), Flip-Chip COB, etc. intègrent également les avantages des deux technologies. Actuellement, les technologies SMD et COB coexistent de manière complémentaire sur le marché, chacune jouant un rôle important dans son domaine d'expertise.

Choisissez SMD quand :

Vous avez besoin d'une certaine souplesse dans la conception (forme, taille, répartition particulière de la lumière).
L'application est de faible à moyenne puissance (comme les ampoules domestiques, les bandes lumineuses, les lumières décoratives, le rétroéclairage).
Le coût est la principale considération (en particulier le coût initial de l'appareil).
Facile à réparer (remplacement de chaque LED).
L'indice de rendu des couleurs le plus élevé est extrêmement exigeant (certains SMD haut de gamme peuvent atteindre un IRC>98).

Choisir COB quand :

Vous avez besoin d'une puissance et d'une luminosité élevées (éclairage industriel, éclairage public).
L'uniformité de la lumière, la douceur et le faible éblouissement sont essentiels (par exemple, spots commerciaux, downlights, éclairage intérieur de haute qualité).
Les luminaires ont un espace limité et nécessitent de petites surfaces lumineuses pour obtenir une intensité lumineuse élevée (par exemple, les lampes de poche, les phares).
Désir de simplifier le processus d'assemblage et de fabrication du luminaire.
Une bonne gestion thermique est une exigence clé (le COB présente un avantage certain en termes de faible résistance thermique).
Recherche d'une expérience visuelle plus proche de celle des sources lumineuses traditionnelles (caractéristiques d'émission de surface).