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切换1.导言
LED 有多种封装方式,包括 SMD、COB、MCOB、CSP、DOB、EMC、FC 和 AC LED。SMD 和 COB 都属于 LED 封装方式(即发光芯片的安装、布线和导热方式),会影响灯具的发光角度、亮度、散热能力和使用寿命等。本章将带您探讨 SMD 与 COB 的区别。

2.SMD 核心概念
SMD 是表面贴装器件(Surface-Mounted Device)的缩写,是目前应用最广泛、最成熟的 LED 封装技术。单个 LED 芯片封装在带有金属引脚(焊盘)的塑料或陶瓷外壳中。这种封装好的独立器件可通过表面贴装技术直接焊接在印刷电路板上。

2.1 特点
分立器件:每个 SMD 封装通常包含 1 个(少数情况下 2-4 个)LED 芯片。
标准化:有多种标准尺寸(如 3528、2835、5050、3030、5630 等),易于实现自动化生产和设计。
点光源特性:单个 SMD 是小型点光源。多个 SMD 组合使用。
灵活性:可在印刷电路板上灵活布置,设计成不同形状(灯带、模块、灯泡灯板等)。
光学设计:每个 SMD 通常都需要与独立的透镜或反射杯匹配,以进行二次光学设计。
3.COB 核心概念
COB 缩写(Chip-on-Board),是一种集成度更高的封装技术。将多个(通常是几十个甚至上百个)未封装的裸发光二极管芯片直接固化、焊接并电气互连在同一基板(通常是金属监护或陶瓷基板)上,然后整体覆盖一层共同的荧光粉层(形成大面积的发光面),最后可能再覆盖一层保护镜片。

3.1 特点
集成光源:COB 模块是包含多个芯片的集成光源。
面光源特点:发光面相对均匀、连续,光斑较柔和,耀斑较少。
高密度:芯片紧密排列在很小的区域内,以实现高功率密度。
简化装配:在灯具制造过程中,只需处理一个 COB 光源模块,而无需处理数十个 SMD 器件。
简化光学器件:通常只需要一个覆盖整个 COB 发光面的透镜或反射器。
4.SMD LED 与 COB LED 的区别
- 基本结构:SMD 是将单个/少量芯片用引脚独立封装并安装在 PCB 上。COB 是将多个裸芯片直接集成在一个基板上,并覆盖一层共同的荧光粉层。
- 光源特性:SMD 是点光源(多个点的组合)。COB 是面光源(单一均匀发光面)。
- 发光效率:SMD,高(尤其是在中低功率范围)。实验室数据高达 220 lm/W+,商业主流为 120-180 lm/W。COB,理论潜力高,但由于密集排列的热管理挑战,在相同功率下通常略低于顶级 SMD(差距正在缩小)。商业主流 100-160 lm/W。
- 功率密度:SMD,中等。单个器件的功率有限(通常小于 1W),需要多个器件组合才能实现高功率。COB,高。在很小的面积上集成多个芯片,因此单个模块很容易实现高功率(10W、20W、50W、100W 以上)。
- 设计灵活性:SMD,非常高。可自由布置,满足各种形状、尺寸、功率和配光要求(如线形、圆形和特殊形状)。COB,相对较低。发光面形状固定(多为圆形、方形和长条形),功率和配光主要由模块型号决定。
- 核心用途:SMD 提供灵活、标准化、高性价比的 LED 光源解决方案,适用于多样化、中小功率的应用场景。COB 提供集成光源,具有高功率密度、高光通量、均匀柔和的光线和出色的热管理,可满足高亮度和高质量照明的需求,并简化灯具制造。


5.SMD 和 COB LED 的优缺点
5.1 光的质量
SMD:优点是显色范围广,色温控制精确。缺点是多个点光源的组合容易产生多重阴影、颗粒感和眩光(需要良好的光学设计)。
COB:优点是光线均匀柔和,光斑过渡自然,眩光控制好,视觉舒适度高。缺点是显色性通常略逊于顶级 SMD(有待改进),色温一致性稍难控制(需要精确的荧光粉涂层)。
5.2 热管理
SMD:优点是单个芯片产生的热量分散,热路径相对较短(芯片->封装->PCB->散热器)。缺点是当多个器件组合在一起时,PCB 的散热设计比较复杂,需要良好的导热材料和散热片。
COB:优点是芯片直接与高导热基板(通常是陶瓷或金属)结合,热阻较低,热量更容易从源头导出。缺点是热量高度集中,需要更强大的冷却解决方案(大型散热器/主动冷却)。
5.3 可靠性
SMD:优点是技术成熟,单个器件的故障会影响局部区域。缺点是焊点多(器件引脚 -> 印刷电路板),潜在故障点多;热循环应力可能影响焊点寿命。
COB:优点是焊点少(芯片直接焊接在基板上),结构更牢固,抗机械振动性能好;热通路直接。缺点是单个芯片失效可能导致整个模块失效或光色异常;荧光粉层较大,局部损坏影响整体。
5.3 费用
SMD:优点是元件标准化、自动化生产成熟、初始元件成本低;可更换单个 SMD 进行维护。缺点是装配工序多(芯片安装、回流焊接),印刷电路板设计复杂。
COB:优点是简化了灯泡组装过程(只需加工一个光源模块),降低了劳动力和制造成本。缺点是 COB 模块本身的制造成本较高(基板、固晶、荧光粉涂层工艺);维护成本较高(通常需要更换整个模块)。
5.主要应用领域
SMD:LED 灯泡、灯管、LED 灯条/霓虹灯、装饰照明(如圣诞灯、氛围灯)、背光灯(电视、显示器)、异形灯、汽车照明(尾灯、内饰灯)、中低功率筒灯、射灯、面板灯。
COB:要求高功率/高光通量,工矿灯、路灯、高顶灯、体育场灯。要求光线均匀柔和,商业射灯、筒灯(主流)、橱柜灯、轨道灯。要求光面小、光强度高,手电筒、舞台灯、摄影灯、汽车灯(前照灯)。某些高端面板灯。
6.总结和 SMD、COB 选择建议
两者都在不断发展,SMD 追求更高的光效和更小的尺寸(如 Micro LED),而 COB 则不断提高光效、显色性、可靠性并降低成本。新兴技术,如 MCOB(多 COB 阵列)、COG(玻璃上芯片)、倒装芯片 COB 等,也在整合两者的优势。目前,SMD 和 COB 在市场上处于互补共存的状态,各自在其专业领域发挥着重要作用。
选择 SMD 时:
- 您需要灵活的设计(形状、尺寸、特殊配光)。
- 适用于中低功率(如家用灯泡、灯带、装饰灯、背光源)。
- 成本是首要考虑因素(尤其是初始设备成本)。
- 易于维修(更换单个 LED)。
- 最高显色指数的要求极高(一些顶级 SMD 的显色指数可达 CRI>98)。
选择 COB 时:
- 您需要高功率/高亮度输出(工业照明、路灯)。
- 光线的均匀度、柔和度和低眩光至关重要(如商业射灯、筒灯、高质量室内照明)。
- 灯具的空间有限,需要较小的发光表面来实现较高的光强度(如手电筒、车头灯)。
- 希望简化灯具的组装和制造过程。
- 良好的热管理性能是一项关键要求(COB 具有热阻低的明显优势)。
- 追求更接近传统光源(表面发光特性)的视觉体验。