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Português LED 패키징 방식에는 SMD, COB, MCOB, CSP, DOB, EMC, FC, AC LED 등 다양한 방식이 있습니다. SMD와 COB는 모두 LED 패키징 방식(즉, 발광 칩의 설치, 배선 및 열 전도 방식)으로 램프의 발광 각도, 밝기, 방열 용량, 서비스 수명 등에 영향을 미칩니다. 이 장에서는 SMD와 COB에 대해 살펴봅니다.
2. SMD란?
SMD는 가장 널리 사용되고 성숙한 LED 패키징 기술인 표면 실장형 디바이스의 약자입니다. 단일 LED 칩이 금속 핀(패드)이 있는 플라스틱 또는 세라믹 쉘에 패키징됩니다. 이 패키징된 독립 소자는 표면 실장 기술을 통해 인쇄 회로 기판에 직접 납땜할 수 있습니다.
특징
- 개별 장치: 각 SMD 패키지에는 일반적으로 1개(일부의 경우 2~4개)의 LED 칩이 포함되어 있습니다.
- 표준화: 생산 및 설계를 자동화하기 쉬운 다양한 표준 크기(3528, 2835, 5050, 3030, 5630 등)가 있습니다.
- 포인트 광원 특성: 단일 SMD는 작은 점 광원입니다. 여러 개의 SMD를 조합하여 사용합니다.
- 유연성: PCB에 유연하게 배치하고 다양한 모양(조명 스트립, 모듈, 전구 조명 보드 등)으로 설계할 수 있습니다.
- 광학 설계: 각 SMD는 일반적으로 보조 광학 설계를 위해 독립적인 렌즈 또는 리플렉터 컵과 매칭해야 합니다.
3. COB란?
보다 통합된 패키징 기술인 COB(칩 온 보드)의 약어입니다. 캡슐화되지 않은 여러 개(보통 수십 개 또는 수백 개)의 베어 LED 칩을 동일한 기판(보통 금속 보관 또는 세라믹 기판)에 직접 응고, 납땜 및 전기적으로 상호 연결한 다음 전체적으로 공통 형광체 층으로 덮고(넓은 면적의 발광 표면을 형성하기 위해) 마지막으로 보호 렌즈 층으로 덮을 수 있습니다.
특징
- 통합 광원: COB 모듈은 여러 개의 칩이 포함된 통합 광원입니다.
- 표면 광원 특성: 비교적 균일하고 연속적인 발광 표면, 부드러운 스팟, 플레어가 적은 광원을 방출합니다.
- 고밀도: 매우 작은 면적에 칩을 촘촘히 배열하여 높은 전력 밀도를 달성합니다.
- 간소화된 조립: 조명 기구 제조 시 수십 개의 SMD 디바이스 대신 단 하나의 COB 광원 모듈만 처리하면 됩니다.
- 간소화된 광학 장치: 일반적으로 전체 COB 발광 표면을 덮는 렌즈 또는 반사경 하나만 필요합니다.
4. SMD LED와 COB LED의 차이점
- 기본 구조: SMD는 단일/소수의 칩을 핀으로 독립적으로 패키징하여 PCB에 실장하는 방식입니다. COB는 여러 개의 베어 칩이 기판에 직접 통합되고 공통 형광체 층으로 덮여 있습니다.
- 광원 특성: SMD는 점 광원(여러 점의 조합)입니다. COB는 표면 광원(단일 균일한 발광 표면)입니다.
- 발광 효율: SMD, 높음(특히 저전력에서 중간 전력 범위에서). 실험실 데이터 최대 220lm/W+, 상용 메인스트림 120-180lm/W. COB, 이론적 잠재력은 높지만, 밀집된 열 관리 문제로 인해 일반적으로 동일한 전력에 대해 상위 SMD보다 약간 낮습니다(격차가 좁혀지고 있음). 상업용 메인스트림 100-160 lm/W.
- 전력 밀도: SMD, 중간. 단일 장치의 전력은 제한되어 있으며(일반적으로 1W 미만), 높은 전력을 얻으려면 여러 조합이 필요합니다. COB, 높음. 매우 작은 면적에 여러 개의 칩이 통합되어 있어 단일 모듈(10W, 20W, 50W, 100W+)에서 높은 전력을 쉽게 달성할 수 있습니다.
- 디자인 유연성: 매우 높음. 다양한 모양, 크기, 전력 및 배광 요구 사항(선형, 원형 및 특수 모양 등)을 충족하도록 자유롭게 배열할 수 있습니다. COB, 상대적으로 낮음. 발광 표면의 모양은 고정되어 있으며(대부분 원형, 정사각형, 긴 스트립), 전력 및 배광은 주로 모듈 모델에 따라 결정됩니다.
- 핵심 용도: SMD는 다양한 중소형 전력 시나리오에 적합한 유연하고 표준화된 비용 효율적인 LED 광원 솔루션을 제공합니다. COB는 고출력 밀도, 높은 광속, 균일하고 부드러운 빛, 우수한 열 관리 기능을 갖춘 통합 광원을 제공하여 고휘도 및 고품질 조명에 대한 요구를 충족하고 램프 제조를 간소화할 수 있습니다.
5. SMD 및 COB LED의 장단점
5.1 빛의 품질
SMD: 다양한 연색성 옵션과 정밀한 색온도 제어가 가능하다는 장점이 있습니다. 단점은 여러 점 광원을 조합하면 여러 그림자, 입자, 눈부심이 발생하기 쉽다는 것입니다(좋은 광학 설계가 필요함).
COB: 장점은 균일하고 부드러운 빛, 자연스러운 광점 전환, 우수한 눈부심 제어, 높은 시각적 편안함입니다. 단점은 일반적으로 연색성이 상위 SMD보다 약간 떨어지고(개선 중) 색온도 일관성을 제어하기가 약간 더 어렵다는 것입니다(정밀한 형광체 코팅이 필요함).
5.2 열 관리
SMD: 단일 칩에서 발생하는 열이 분산되고 열 경로가 상대적으로 짧다는 장점이 있습니다(칩->패키지->PCB->방열판). 단점은 여러 디바이스를 결합할 경우 PCB 열 설계가 복잡하고 우수한 열 전도성 소재와 방열판이 필요하다는 점입니다.
COB: 장점은 칩이 열 전도성이 높은 기판(주로 세라믹 또는 금속)에 직접 결합되어 열 저항이 낮고 열을 더 쉽게 배출할 수 있다는 것입니다. 단점은 열이 고도로 집중되어 더 강력한 냉각 솔루션(대형 방열판/능동 냉각)이 필요하다는 것입니다.
5.3 신뢰성
SMD: 장점은 기술이 성숙하고 단일 디바이스의 고장이 로컬 영역에 영향을 미친다는 점입니다. 단점은 솔더 조인트(디바이스 핀 -> PCB)가 많고 잠재적인 고장 지점이 많으며 열 사이클 응력이 솔더 조인트의 수명에 영향을 미칠 수 있다는 점입니다.
COB: 장점은 솔더 조인트가 적고(칩이 기판에 직접 납땜됨) 구조가 더 견고하며 기계적 진동에 대한 저항이 좋고 열 경로가 직접적이라는 것입니다. 단점은 단일 칩의 고장으로 인해 전체 모듈의 고장 또는 비정상적인 조명 색상이 발생할 수 있으며 형광체 층이 크고 국소 손상이 전체에 영향을 미친다는 것입니다.
5.4 비용
SMD: 장점은 표준화된 부품, 성숙한 자동화 생산, 낮은 초기 부품 비용, 유지보수를 위해 단일 SMD로 교체할 수 있다는 점입니다. 단점은 조립 공정(칩 실장, 리플로우 납땜)이 많고 PCB 설계가 복잡하다는 점입니다.
COB: 장점은 램프 조립 공정이 단순화되어(광원 모듈 하나만 처리하면 됨) 인건비와 제조 비용이 절감된다는 점입니다. 단점은 COB 모듈 자체의 제조 비용(기판, 고결정, 형광체 코팅 공정)이 높고 유지보수 비용이 높다는 점(일반적으로 모듈 전체를 교체해야 함)입니다.
6. SMD 대 COB 애플리케이션
- SMD: 넓은 조명 각도로 비교적 균일한 방열 및 배광을 제공합니다. 패널 조명, 데스크 램프, 투광 조명 등이 그 예입니다.
- COB: 집중된 광원과 스포트라이트를 제공하여 높은 밝기를 제공합니다. 예를 들어 손전등, 스포트라이트, 무대 조명 등이 있습니다.
| 고정 장치 유형 | 일반적인 LED 패키지 | 참고 / 선호되는 경우 |
|---|---|---|
| 패널 / 트로퍼 | SMD | 크고 균일한 발광 표면으로 높은 효율과 고른 확산을 쉽게 달성할 수 있습니다. |
| 리니어 / 배튼 / 트렁킹 | SMD | 연속 실행 및 넓은 빔, 유연한 레이아웃, 창고 및 소매점에서 흔히 볼 수 있습니다. |
| 트라이프루프(IP65/66) | SMD | 길고 균일한 출력, 열악한 현장에서도 우수한 열 분포와 안정성을 제공합니다. |
| 가로등/지역 조명 | SMD(메인스트림) / COB(일부 레거시/특별) | 정밀한 도로 분산을 위한 SMD 어레이 + 렌즈, 타이트한 빔 또는 개조가 필요한 곳에 사용되는 COB. |
| 투광 조명(광역) | SMD 또는 COB | 넓고 균일한 세척을 위한 SMD, 좁은 광학 또는 장거리 조준을 위한 높은 펀치를 위한 COB. |
| 하이 베이(UFO/선형) | SMD 또는 COB | 넓고 고른 통로 커버리지를 위한 SMD, 컴팩트하고 높은 루멘 패키지와 더 촘촘한 빔을 위한 COB. |
| 다운라이트(상업용) | COB(메인스트림) / SMD(와이드 빔) | COB 버전은 깨끗한 중앙 빔, 높은 CBCP를 제공하며, SMD 버전은 더 넓고 부드러운 빔을 선호합니다. |
| 스팟 / 트랙 / 악센트 | COB | 높은 중심 빔 강도, 타이트한 광학, 선명한 그림자로 상품 및 갤러리에 이상적입니다. |
| 무대 / 스튜디오 / 팔로우 스팟 | COB | 제어 가능한 빔으로 높은 루멘 밀도, 액세서리와의 색상 혼합이 우수합니다. |
| 캐노피 / 월 팩 | SMD (공통) / COB(컴팩트 고출력) | 출입구 주변의 넓은 커버리지를 위한 SMD, 더 작은 폼 팩터에 더 높은 펀치를 위한 COB. |
| 건축 워시/그레이즈 | SMD | 선형 SMD 어레이는 미세한 픽셀 피치로 부드러운 월 워시와 그라데이션이 가능합니다. |
| 휴대용 / 손전등 / 헤드램프 | COB (컴팩트 모듈) / SMD(패널 스타일) | 집중 빔용 COB, 작업용 램프의 넓은 작업등용 SMD. |
7. 요약 및 SMD, COB 선택 제안
더 높은 발광 효율과 더 작은 크기(예: 마이크로 LED)를 추구하는 SMD와 발광 효율, 연색성, 신뢰성 및 비용 절감을 지속적으로 개선하는 COB는 모두 진화하고 있습니다. 현재 SMD와 COB는 시장에서 상호 보완적으로 공존하고 있으며, 각자의 전문 분야에서 중요한 역할을 담당하고 있습니다.
언제 SMD를 선택하세요:
- 디자인 유연성(모양, 크기, 특수 배광)이 필요합니다.
- 저전력에서 중간 전력(가정용 전구, 조명 스트립, 장식용 조명, 백라이트 등)에 적용됩니다.
- 비용(특히 초기 디바이스 비용)이 주요 고려 사항입니다.
- 손쉬운 수리(개별 LED 교체).
- 최고 연색성 지수는 매우 까다롭습니다(일부 상위 SMD는 CRI>98에 도달할 수 있음).
언제 COB를 선택합니다:
- 고출력/고휘도 출력(산업용 조명, 가로등)이 필요합니다.
- 빛의 균일성, 부드러움, 낮은 눈부심은 매우 중요합니다(예: 상업용 스포트라이트, 다운라이트, 고품질 실내 조명).
- 조명기구는 공간이 제한되어 있고 높은 광도를 얻기 위해 작은 발광 표면이 필요합니다(예: 손전등, 전조등).
- 조명기구의 조립 및 제조 공정을 간소화하고자 합니다.
- 우수한 열 관리 성능은 핵심 요구 사항입니다(COB는 열 저항이 낮다는 분명한 이점이 있습니다).
- 기존 광원(표면 발광 특성)에 더 가까운 시각적 경험을 추구합니다.
