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한국어 Esistono vari metodi di confezionamento dei LED, tra cui SMD, COB, MCOB, CSP, DOB, EMC, FC e AC LED. Sia SMD che COB sono metodi di confezionamento dei LED (cioè il modo in cui il chip di emissione della luce è installato, cablato e condotto termicamente), che influenzano l'angolo di emissione della luce, la luminosità, la capacità di dissipazione del calore, la durata di vita, ecc. della lampada. In questo capitolo si analizzeranno le differenze tra SMD e COB.
2. Che cos'è SMD
SMD è l'acronimo di Surface-Mounted Device (dispositivo a montaggio superficiale), la tecnologia di confezionamento dei LED più diffusa e matura. Un singolo chip LED è confezionato in un guscio di plastica o ceramica con pin metallici (pad). Questo dispositivo indipendente confezionato può essere saldato direttamente su un circuito stampato grazie alla tecnologia di montaggio superficiale.
Caratteristiche
- Dispositivi discreti: Ogni confezione SMD contiene solitamente 1 (in alcuni casi, 2-4) chip LED.
- Standardizzazione: Esistono diversi formati standard (come 3528, 2835, 5050, 3030, 5630, ecc.), che consentono di automatizzare facilmente la produzione e la progettazione.
- Caratteristiche della sorgente luminosa puntiforme: Un singolo SMD è una piccola sorgente luminosa puntiforme. Più SMD vengono utilizzati in combinazione.
- Flessibilità: Può essere disposta in modo flessibile sul PCB e progettata in diverse forme (strisce luminose, moduli, schede luminose di lampadine, ecc.)
- Progettazione ottica: Ogni SMD deve essere abbinato a una lente o a un riflettore indipendente per la progettazione dell'ottica secondaria.
3. Che cos'è il COB
L'abbreviazione COB (Chip-on-Board) è una tecnologia di packaging più integrata. Molteplici (di solito decine o addirittura centinaia) chip LED nudi non incapsulati vengono direttamente solidificati, saldati e interconnessi elettricamente sullo stesso substrato (di solito una custodia metallica o un substrato ceramico), quindi ricoperti complessivamente da uno strato di fosforo comune (per formare un'ampia superficie di emissione luminosa) e infine possono essere ricoperti da uno strato di lenti protettive.
Caratteristiche
- Sorgente luminosa integrata: Un modulo COB è una sorgente luminosa integrata contenente più chip.
- Caratteristiche della sorgente luminosa di superficie: emette una superficie luminosa relativamente uniforme e continua, con un punto più morbido e un minore bagliore.
- Alta densità: I chip sono disposti in modo compatto in un'area molto piccola per ottenere un'elevata densità di potenza.
- Assemblaggio semplificato: Invece di decine di dispositivi SMD, nella produzione degli apparecchi di illuminazione è necessario gestire un solo modulo di sorgente luminosa COB.
- Ottica semplificata: in genere è necessaria una sola lente o riflettore che copra l'intera superficie di emissione della luce COB.
4. Differenze tra LED SMD e LED COB
- Struttura di base: l'SMD è un singolo/piccolo numero di chip confezionati in modo indipendente con pin e montati su un PCB. COB: più chip nudi sono integrati direttamente su un substrato e ricoperti da uno strato di fosforo comune.
- Caratteristiche della sorgente luminosa：SMD è una sorgente luminosa puntiforme (combinazione di più punti). COB è una sorgente luminosa di superficie (singola superficie uniforme che emette luce).
- Efficienza luminosa：SMD, elevata (soprattutto nella gamma di potenza medio-bassa). Dati di laboratorio fino a 220 lm/W+, mainstream commerciale 120-180 lm/W. COB, alto potenziale teorico, ma in genere leggermente inferiore a quello dei top SMD a parità di potenza, a causa delle sfide legate alla gestione termica dell'allineamento (il divario si sta riducendo). Mainstream commerciale 100-160 lm/W.
- Densità di potenza：SMD, media. La potenza di un singolo dispositivo è limitata (di solito <1W) e sono necessarie combinazioni multiple per ottenere una potenza elevata. COB, alta. Più chip sono integrati in un'area molto piccola, il che rende facile ottenere una potenza elevata in un singolo modulo (10W, 20W, 50W, 100W+).
- Flessibilità di progettazione：SMD, molto elevata. Può essere disposta liberamente per soddisfare vari requisiti di forma, dimensione, potenza e distribuzione della luce (come forme lineari, circolari e speciali). COB, relativamente basso. La forma della superficie luminosa è fissa (per lo più circolare, quadrata e a strisce lunghe) e la potenza e la distribuzione della luce sono determinate principalmente dal modello del modulo.
- Usi principali：SMD fornisce soluzioni di sorgenti luminose LED flessibili, standardizzate ed economiche, adatte a scenari diversificati di piccola e media potenza. COB fornisce sorgenti luminose integrate ad alta densità di potenza, elevato flusso luminoso, luce uniforme e morbida ed eccellente gestione termica, in grado di soddisfare le esigenze di illuminazione ad alta luminosità e qualità e di semplificare la produzione di lampade.
5. Vantaggi e svantaggi dei LED SMD e COB
5.1 Qualità della luce
SMD: i vantaggi sono un'ampia gamma di opzioni di resa cromatica e un controllo preciso della temperatura del colore. Gli svantaggi sono che la combinazione di più sorgenti luminose puntiformi è soggetta a ombre multiple, granulosità e abbagliamento (è necessaria una buona progettazione ottica).
COB: i vantaggi sono una luce uniforme e morbida, una transizione naturale del punto luce, un buon controllo dell'abbagliamento e un elevato comfort visivo. Gli svantaggi sono che la resa cromatica è di solito leggermente inferiore a quella dei top SMD (in fase di miglioramento) e la coerenza della temperatura di colore è leggermente più difficile da controllare (è necessario un rivestimento preciso del fosforo).
5.2 Gestione termica
SMD: il vantaggio è che il calore generato da un singolo chip viene disperso e il percorso termico è relativamente breve (chip->confezione->PCB->riscaldatore). Lo svantaggio è che la progettazione termica del PCB è complessa quando si combinano più dispositivi e sono necessari buoni materiali conduttivi e dissipatori di calore.
COB: il vantaggio è che il chip è direttamente legato a un substrato altamente conduttivo dal punto di vista termico (spesso ceramica o metallo), che presenta una resistenza termica inferiore e facilita l'esportazione del calore dalla sorgente. Lo svantaggio è che il calore è molto concentrato e richiede una soluzione di raffreddamento più potente (dissipatore di calore di grandi dimensioni/raffreddamento attivo).
5.3 Affidabilità
SMD: il vantaggio è che la tecnologia è matura e il guasto di un singolo dispositivo riguarda l'area locale. Lo svantaggio è che ci sono molte giunzioni di saldatura (pin del dispositivo -> PCB) e molti potenziali punti di guasto; lo stress da ciclo termico può influire sulla durata delle giunzioni di saldatura.
COB: il vantaggio è che ci sono meno giunti di saldatura (il chip è saldato direttamente al substrato), la struttura è più solida e la resistenza alle vibrazioni meccaniche è buona; il percorso termico è diretto. Lo svantaggio è che il guasto di un singolo chip può causare il guasto dell'intero modulo o un colore della luce anomalo; lo strato di fosforo è grande e un danno locale si ripercuote sull'intero modulo.
5,4 Costo
SMD: i vantaggi sono i componenti standardizzati, la produzione automatizzata matura e i bassi costi iniziali dei componenti; i singoli SMD possono essere sostituiti per la manutenzione. Gli svantaggi sono rappresentati dai numerosi processi di assemblaggio (montaggio dei chip, saldatura a riflusso) e dalla complessa progettazione delle schede elettroniche.
COB: il vantaggio è che il processo di assemblaggio della lampada è semplificato (deve essere lavorato un solo modulo di sorgente luminosa), riducendo i costi di manodopera e di produzione. Lo svantaggio è che il modulo COB stesso ha un costo di produzione elevato (substrato, cristallo solido, processo di rivestimento del fosforo); il costo di manutenzione è elevato (di solito l'intero modulo viene sostituito).
6. Applicazione SMD vs COB
- SMD: fornisce una dissipazione del calore e una distribuzione della luce relativamente uniformi, con un ampio angolo di illuminazione. Esempi sono le luci da pannello, le lampade da scrivania e i proiettori.
- COB: Fornisce una fonte di luce concentrata e un riflettore, con conseguente elevata luminosità. Ne sono un esempio le torce elettriche, i faretti e le luci di scena.
| Tipo di apparecchio | Pacchetto LED tipico | Note / Quando è preferibile |
|---|---|---|
| Pannello / Troffer | SMD | Superficie luminosa ampia e uniforme; facile ottenere un'elevata efficacia e una diffusione uniforme. |
| Lineare / Listello / Tronco | SMD | Corse continue e travi larghe; layout flessibile; comune nei magazzini e nella vendita al dettaglio. |
| Tri-proof (IP65/66) | SMD | Uscita allungata e uniforme; buona distribuzione termica e affidabilità in siti difficili. |
| Luce di via/area | SMD (mainstream) / COB (alcuni legacy/speciali) | Array SMD + lenti per distribuzioni stradali precise; COB utilizzato quando sono necessari fasci stretti o retrofit. |
| Luce Flood (ampia area) | SMD o COB | SMD per un lavaggio ampio e uniforme; COB per un'elevata potenza con ottiche più strette o obiettivi a lunga gittata. |
| Baia alta (UFO / Lineare) | SMD o COB | SMD per una copertura ampia e uniforme dei corridoi; COB per pacchetti compatti ad alto flusso luminoso e fasci più stretti. |
| Faretto (commerciale) | COB (mainstream) / SMD (wide beam) | I COB offrono un fascio centrale pulito e un elevato CBCP; le versioni SMD favoriscono fasci più ampi e morbidi. |
| Spot / Traccia / Accento | COB | Alta intensità del fascio centrale, ottiche strette, ombre nitide; ideale per merci e gallerie. |
| Palcoscenico / Studio / Follow-spot | COB | Alta densità di lumen con fasci controllabili; buona miscelazione dei colori con gli accessori. |
| Pacchetto tettoia/parete | SMD (comune) / COB (compatto ad alto rendimento) | SMD per un'ampia copertura intorno agli ingressi; COB per un fattore di forma più piccolo con una potenza maggiore. |
| Lavaggio architettonico / Sfumatura | SMD | Gli array lineari SMD consentono di ottenere un wall-wash e un grazing uniformi con un passo fine dei pixel. |
| Portatile / Torcia / Lampada frontale | COB (modulo compatto) / SMD (a pannello) | COB per un fascio concentrato, SMD per un'ampia luce di lavoro nelle lampade da lavoro. |
7. Riepilogo e suggerimenti per la selezione di SMD、COB
Entrambi si stanno evolvendo: i SMD alla ricerca di una maggiore efficienza luminosa e di dimensioni più ridotte (ad esempio i micro LED) e i COB che continuano a migliorare l'efficienza luminosa, la resa cromatica, l'affidabilità e la riduzione dei costi. Attualmente, SMD e COB coesistono in modo complementare sul mercato e ciascuno svolge un ruolo importante nelle proprie aree di competenza.
Scegliere SMD quando:
- È necessaria la flessibilità del design (forma, dimensioni, distribuzione speciale della luce).
- L'applicazione è a bassa e media potenza (come lampadine domestiche, strisce luminose, luci decorative, retroilluminazione).
- Il costo è la considerazione principale (soprattutto il costo iniziale del dispositivo).
- Facile da riparare (sostituzione dei singoli LED).
- L'indice di resa cromatica più elevato è estremamente impegnativo (alcuni SMD di punta possono raggiungere un CRI>98).
Scegliere COB quando:
- È necessaria un'elevata potenza/alta luminosità (luci industriali, lampioni).
- L'uniformità della luce, la morbidezza e il basso abbagliamento sono fondamentali (ad esempio, faretti commerciali, downlight, illuminazione interna di alta qualità).
- Gli apparecchi di illuminazione hanno uno spazio limitato e richiedono superfici luminose di dimensioni ridotte per ottenere un'elevata intensità luminosa (ad esempio, torce elettriche, fari).
- Desiderio di semplificare il processo di assemblaggio e produzione dell'apparecchio.
- Le buone prestazioni di gestione termica sono un requisito fondamentale (il COB ha un chiaro vantaggio di bassa resistenza termica).
- Perseguire un'esperienza visiva più vicina a quella delle sorgenti luminose tradizionali (caratteristiche di emissione superficiale).
