COB,即Chip-On-Board的簡(jiǎn)稱,其中文含義為“板上芯片”。此項(xiàng)LED照明技術(shù)的獨(dú)特之處在于,它將眾多LED芯片直接安置并鍵合至金屬基印刷電路板(MCPCB)或陶瓷基板等各類基板之上,隨后運(yùn)用封裝膠將這些芯片連同鍵合線一并整體封裝。形象地說(shuō),它宛如一個(gè)“LED集合體”或者“光動(dòng)力核心”。其顯著特征并非呈現(xiàn)離散的光點(diǎn),而是形成一片高密度且光線分布極為均勻的面光源。 COB LED的結(jié)構(gòu)與工作機(jī)制 一般選用金屬材質(zhì)(例如鋁,因其出色的導(dǎo)熱性能而被廣泛采用)或陶瓷材料(如氧化鋁Al?O?、氮化鋁AlN,這類材料在導(dǎo)熱性與絕緣性方面表現(xiàn)更優(yōu))。 主要功能包括提供機(jī)械支撐、實(shí)現(xiàn)電氣連接以及承擔(dān)至關(guān)重要的熱傳導(dǎo)任務(wù)。 數(shù)十乃至上百顆微小的LED晶圓(Die)借助導(dǎo)電或絕緣膠穩(wěn)固地附著于基板表面。 這些芯片可采用串聯(lián)、并聯(lián)或二者結(jié)合的混合方式進(jìn)行電氣連接。 采用極細(xì)的金線或合金線,用以連通LED芯片上的電極與基板電路,從而確保電流順暢流通。 在完成芯片固定及引線焊接后,會(huì)在整個(gè)芯片陣列上均勻涂抹一層摻有熒光粉的硅膠層。 此涂層的作用在于,當(dāng)藍(lán)光芯片發(fā)出的光線激發(fā)熒光粉時(shí),能夠混合產(chǎn)生白色光或其他所需色溫的光,這是實(shí)現(xiàn)光線均勻混合、消除眩光現(xiàn)象的關(guān)鍵所在。 COB LED的主要優(yōu)勢(shì) 高光通量密度與高亮度:得益于多個(gè)芯片在狹小區(qū)域內(nèi)的高度密集排列,使得單位面積內(nèi)的發(fā)光強(qiáng)度大幅提升。 卓越的光線均勻性:發(fā)光面作為一個(gè)整體,所發(fā)出的光線柔和而均勻,有效避免了多重陰影效應(yīng)(即所謂的“蟲(chóng)影”問(wèn)題),極大地提升了視覺(jué)舒適度。 低眩光特性:較大的發(fā)光表面結(jié)合均勻的光線分布,使得光源不再刺眼,更易于實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的光學(xué)設(shè)計(jì)。 緊湊結(jié)構(gòu)與高度的設(shè)計(jì)靈活性:能夠在極小的封裝體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)高功率輸出,為燈具設(shè)計(jì)提供了更大的創(chuàng)意空間。 簡(jiǎn)化二次光學(xué)設(shè)計(jì):對(duì)于需要配備透鏡或反射器的應(yīng)用場(chǎng)景(如射燈、筒燈),僅需一個(gè)光學(xué)元件即可對(duì)整個(gè)光源進(jìn)行精準(zhǔn)控制,大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)流程。 高效的熱管理:芯片直接與具有優(yōu)異導(dǎo)熱性能的基板相連,熱量能夠迅速有效地從芯片傳導(dǎo)至散熱器,顯著降低了熱阻。 COB LED的缺點(diǎn)與挑戰(zhàn) 嚴(yán)格的熱管理要求:盡管熱阻較低,但由于功率密度極高,產(chǎn)生的熱量高度集中,因此必須配備高效的散熱系統(tǒng),否則將對(duì)光效和使用壽命造成嚴(yán)重影響。 單點(diǎn)故障影響全局:由于多個(gè)芯片集成封裝在一起,一旦其中一個(gè)芯片出現(xiàn)故障,通常無(wú)法單獨(dú)維修,只能更換整個(gè)COB模塊。 較高的制造成本:相較于低功率的SMD LED,COB的生產(chǎn)工藝更為復(fù)雜,前期投入成本較高(不過(guò)從綜合系統(tǒng)成本來(lái)看,可能更具優(yōu)勢(shì))。 色溫與顯色性的一致性難題:熒光粉涂布的均勻程度直接關(guān)系到光色的一致性,這對(duì)生產(chǎn)工藝提出了更高的要求。 COB LED的應(yīng)用領(lǐng)域 憑借其高亮度、高均勻性的顯著特點(diǎn),COB技術(shù)被廣泛應(yīng)用于對(duì)高品質(zhì)、高亮度定向照明有著嚴(yán)格需求的場(chǎng)合: 商業(yè)照明領(lǐng)域:射燈(Downlights)、筒燈(Spotlights)是COB最為經(jīng)典的應(yīng)用案例,能夠提供理想的光束角度和均勻的光斑效果。 工業(yè)照明場(chǎng)景:如高棚燈、工礦燈等,需要高流明輸出和卓越的可靠性。 戶外照明應(yīng)用:包括投光燈、路燈等。 汽車照明系統(tǒng):日益普及于汽車前大燈(遠(yuǎn)光燈/近光燈)中。 消費(fèi)電子產(chǎn)品:高端手機(jī)/相機(jī)的閃光燈、投影儀光源等。 特種照明設(shè)備:如醫(yī)療手術(shù)燈、舞臺(tái)燈、攝影燈等。 使用COB LED時(shí)的注意事項(xiàng) 務(wù)必使用恒流驅(qū)動(dòng)器(Constant Current Driver):LED本質(zhì)上是電流驅(qū)動(dòng)型器件,COB模塊通常會(huì)標(biāo)注額定電流值(如900mA, 1200mA),必須配備與之相匹配的恒流源,以確保其穩(wěn)定運(yùn)行并延長(zhǎng)使用壽命。 散熱管理至關(guān)重要(Thermal Management):“熱量是LED的天敵”。必須根據(jù)COB的功率和熱阻參數(shù),為其配置足夠尺寸的散熱器(Heatsink),確保結(jié)溫(Tj)始終處于安全范圍內(nèi)。 加強(qiáng)靜電防護(hù)(ESD Protection):在拿取和安裝過(guò)程中,需特別注意防靜電措施,以免損壞芯片。 避免機(jī)械應(yīng)力損傷:安裝時(shí)應(yīng)均勻施力,防止壓碎內(nèi)部的芯片和鍵合線。 綜上所述,COB LED技術(shù)通過(guò)高密度集成的方式,成功引領(lǐng)LED照明從“點(diǎn)光源”時(shí)代邁入“面光源”時(shí)代,極大提升了照明品質(zhì)。其核心優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在高密度、高均勻性、低眩光等方面,而面臨的主要挑戰(zhàn)則在于如何實(shí)現(xiàn)高效的熱管理。
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