COB світлодіоди і лампи на їх основі

Технологія COB (Chip On Board) дісталася і до світлодіодів. Метод, при якому чіп монтують безпосередньо на платі, давно використовується в штампуванні уніфікованих електронних плат і зарекомендував себе надзвичайної надійністю і мініатюрністю. Його поява внесло новизну в розвивається світлодіодний світ, дозволило заглянути за горизонт можливостей напівпровідникових компонентів.

суть технології

Ідея розміщення безлічі кристалів світлодіодів на платі в одному корпусі, виникла в результаті невдалих спроб підвищити світловіддачу і одночасно отримати розсіяне світло від групи потужних світловипромінюючих SMD елементів. Потужні SMD світлодіоди потребують складній системі охолодження, що спричиняє за собою значне підвищення вартості кінцевого виробу.

Вчені відмовилися від збільшення потужності одного кристала і почати експерименти по збільшенню і мінімізації чіпів світлодіодів в одному корпусі. Результатом дослідів стала технологія COB, яка має на увазі монтаж безлічі дрібних чіпів, включених послідовно-паралельно, на загальну підставу. Друкована плата, як правило, виготовляється на металевій основі (Metal Core Printed Circuit Board, MCPCB) і складається з трьох основних шарів – самої металевої основи, діелектрика і струмопровідного шару. Основу виготовляють з металевих сплавів з високою теплопровідністю. Таким чином MCPCB виконує роль не тільки материнської плати, але і є хорошим теплопроводом. На MCPCB чіпи світлодіодів кріпляться за допомогою адгезиву, потім з’єднуються між собою і покривають єдиним шаром люмінофора.

Отримана COB матриця випускає рівномірно розсіяне світло, не перегрівається (при належному теплоотводе) і не вимагає складних оптичних систем. За допомогою COB технології можна виготовляти матриці абсолютно будь-якої геометричної форми з малою собівартістю, чого не можна було досягти раніше відомими способами.

Ще пару слів про виробництво

Виготовлення COB матриці починається з підготовки підкладки, на робочу поверхню якої завдають тонкий шар адгезиву. Вимоги до товщини шару адгезиву дуже високі. З одного боку він повинен забезпечити надійний контакт з LED кристалами мікроскопічних розмірів, а з іншого – гарантувати рівномірний відвід тепла.

Вченим вдалося досягти рівномірного розподілу речовини з високою адгезією по поверхні підстави, застосувавши метод магнетронного розпилення. В результаті теплової контакт між чіпом і підставою став більш досконалим, а технологію стали іменувати MCOB (Multi Chip-on-Board).

У науковій літературі поняття COB і MCOB часто мають один загальний зміст.

На підготовлену основу майбутнього COB світлодіода встановлюють чіпи і методом плазмової очищення видаляють дрібні часточки сміття. Потім проводять електричне з’єднання світлодіодів і, в кінці, наносять шар рідкого люмінофора. Після затвердіння він не тільки не пропускає ультрафіолет, але і захищає елементи плати від зовнішнього впливу.

Відмінні характеристики COB

Нарівні з іншими типами світлодіодів, COB матриці мають свої «світлі і темні сторони», про які варто згадати. Перший плюс на користь COB – це форма матриці, яку можна виготовити круглої, квадратної, з технологічними отворами … Загалом, будь-хто. Це дозволяє дублювати розміри практично будь-якого джерела штучного світла і підлаштовуватися під потрібну форму. Другий позитивний аспект – якість випромінюваного світла. Предмети, що освітлюються COB світильниками, мають чітку тіньову кордон за рахунок рівномірного розподілу світлового потоку. Лампи на SMD світлодіодах не можуть похвалитися такою контрастністю через окремо розташованих кристалів і відбивачів.

Не можна пройти повз енергетичних показників. Потужність однієї COB матриці залежить від її геометрії, кількості кристалів і досконалості застосовуваної технології виготовлення. Варто відзначити високу світловіддачу COB матриць. Наприклад, найбільш технологічно досконала, масово вироблена COB матриця CXB1820 від компанії Cree, має світловіддачу в 166 лм / Вт.

Недоліком COB технології можна назвати не ремонтопридатність матриці в разі часткового або повного виходу з ладу окремих чіпів.

Про продукцію

В економічно розвинених країнах COB світильники вже доводять свою перевагу на практиці. Не чекаючи вдосконалення технологічного процесу і зниження собівартості COB матриць, швейцарці активно переобладнують вуличні ліхтарі і рекламні вивіски під нову технологію. У великих універмагах і дрібних магазинах на зміну люмінесцентним лампам прийшли світлодіоди. Таке активне впровадження енергозберігаючих технологій пояснюється бажанням багатій Швейцарії в найближчі 20 років повністю відмовитися від атомних електростанцій.

В інших країнах Єврозони світлодіодні джерела світла також превалюють над люмінесцентними, за рахунок державної підтримки та рекламних акцій. На російському ринку випуск потужних світлодіодів COB налагодила компанія «Оптоган». Сьогодні компанією «Оптоган» найбільш досконала лінійка COB світлодіодних матриць представлена ??серією OCC. Кожна COB матриця може мати певну температуру кольору (теплу, нормальну, денну або холодну) з чітким зазначенням біна яскравості. Більш детальну інформацію можна знайти в специфікації.

Filament LED і лампи на їх основі

Світлодіодні нитки (filament LED) є модифікованою версією COB матриць. Незважаючи на те що COB і filament засновані на загальній технологічній базі, вони мають явні конструктивні відмінності. У світлодіодних нитках кристали наносять не на металеву пластину, а, як правило, по колу скляного стрижня. Тому технологію часто називають скорочено COG (Chip-on-Glass).

Практичне застосування світлодіодних ниток продиктовано необхідністю створення економічних освітлювальних приладів, максимально схожих з лампами розжарювання. Замість нитки напруження в стандартний корпус Е14, Е27 зі скляною колбою вбудовують кілька filament стрижнів, а в цоколі монтують мініатюрний драйвер. Функцію радіатора виконує тонке скло колби і газ, яким вона заповнена. Звичайно, конусное розташування філаментів всередині колби не дозволяє повністю імітувати нитку розжарення, але вся конструкція в цілому зберігає естетичні властивості свого попередника. Крім цього, такий різновид COB технології дала життя новому підвиду світлодіодних ламп.

Готові світлодіодні світильники, прожектори і просто лампи, сконструйовані за COB технології, тільки беруть розбіг в гонці, в той час, коли аналогічна SMD продукція вже мчить на великій швидкості. Цей факт добре помітний в роздрібній торгівлі, де як і раніше переважають дешеві лампочки на SMD світлодіодах. Але це тільки початок. Мине небагато часу і люди гідно оцінять переваги COB технології, що неодмінно позначиться на попиті продукції на основі технології Chip On Board.

Ссылка на основную публикацию