Einführung:In der modernen und zeitgenössischen Entwicklung derBeleuchtungLED- und COB-Lichtquellen sind zweifellos die beiden schillerndsten Perlen der Branche. Mit ihren einzigartigen technologischen Vorteilen fördern sie gemeinsam den Fortschritt der Branche. Dieser Artikel befasst sich eingehend mit den Unterschieden, Vor- und Nachteilen von COB-Lichtquellen und LEDs, untersucht die Chancen und Herausforderungen, denen sie im heutigen Beleuchtungsmarktumfeld gegenüberstehen, und ihre Auswirkungen auf zukünftige Branchenentwicklungstrends.
TEIL.01
PVerpackungTTechnologie: TDer Sprung von diskreten Einheiten zu integrierten Modulen
Herkömmliche LED-Lichtquelle
TraditionellLED-LichtDie Quellen verwenden einen Single-Chip-Verpackungsmodus, bestehend aus LED-Chips, Golddrähten, Halterungen, fluoreszierendem Pulver und Verpackungskolloiden. Der Chip wird mit leitfähigem Klebstoff am Boden des reflektierenden Getränkehalters befestigt, und der Golddraht verbindet die Chipelektrode mit dem Halterstift. Das fluoreszierende Pulver wird mit Silikon vermischt, um die Oberfläche des Chips für die spektrale Konvertierung zu bedecken.
Diese Verpackungsmethode hat verschiedene Formen hervorgebracht, wie z. B. Direkteinbau und Oberflächenmontage. Im Wesentlichen handelt es sich jedoch um eine wiederholte Kombination unabhängiger Leuchteinheiten, ähnlich verstreuter Perlen, die sorgfältig in Reihe geschaltet werden müssen, um zu leuchten. Beim Bau einer großflächigen Lichtquelle steigt die Komplexität des optischen Systems jedoch exponentiell an, ähnlich wie beim Bau eines prächtigen Gebäudes, dessen Zusammenbau und Verbindung jedes einzelnen Steins viel Personal und Material erfordert.
COB-Lichtquelle
COB-LichtQuellen durchbrechen das traditionelle Verpackungsparadigma und verwenden die Multi-Chip-Direktbonding-Technologie, um Zehntausende von LED-Chips direkt auf metallische Leiterplatten oder Keramiksubstrate zu kleben. Die Chips werden durch hochdichte Verdrahtung elektrisch miteinander verbunden und durch Bedecken der gesamten Silikongelschicht mit fluoreszierendem Pulver wird eine gleichmäßig leuchtende Oberfläche gebildet. Diese Architektur ist wie das Einbetten von Perlen in eine schöne Leinwand, wobei physische Lücken zwischen einzelnen LEDs eliminiert werden und ein kollaboratives Design von Optik und Thermodynamik erreicht wird.
Beispielsweise nutzt Lumileds LUXION COB eutektische Löttechnologie, um 121 0,5-W-Chips auf einem kreisförmigen Substrat mit einem Durchmesser von 19 mm mit einer Gesamtleistung von 60 W zu integrieren. Der Chipabstand ist auf 0,3 mm reduziert, und mithilfe einer speziellen reflektierenden Kavität liegt die Gleichmäßigkeit der Lichtverteilung bei über 90 %. Diese integrierte Verpackung vereinfacht nicht nur den Produktionsprozess, sondern schafft auch eine neue Form der „Lichtquelle als Modul“ und bietet eine revolutionäre Grundlage fürBeleuchtungDesign, genau wie die Bereitstellung vorgefertigter, exquisiter Module für Lichtdesigner, wodurch die Effizienz von Design und Produktion erheblich verbessert wird.
TEIL.02
Optische Eigenschaften:Transformation vonPunktlichtQuelle zur Oberflächenlichtquelle
Einzelne LED
Eine einzelne LED ist im Wesentlichen eine Lambertsche Lichtquelle, die Licht in einem Winkel von etwa 120 ° abstrahlt. Die Lichtintensitätsverteilung zeigt jedoch in der Mitte eine stark abnehmende Fledermausflügelkurve, wie ein strahlender Stern, der zwar hell leuchtet, aber etwas zerstreut und ungeordnet ist. Um dieBeleuchtungUm den Anforderungen gerecht zu werden, ist es notwendig, die Lichtverteilungskurve durch ein sekundäres optisches Design neu zu gestalten.
Durch die Verwendung von TIR-Linsen im Linsensystem kann der Abstrahlwinkel auf 30° reduziert werden, der Lichteffizienzverlust kann jedoch 15–20 % erreichen. Der Parabolreflektor im Reflektorsystem kann die zentrale Lichtintensität erhöhen, erzeugt jedoch deutliche Lichtflecken. Bei der Kombination mehrerer LEDs ist auf ausreichend Abstand zu achten, um Farbunterschiede zu vermeiden, die die Dicke der Lampe erhöhen können. Es ist, als würde man versuchen, ein perfektes Bild mit Sternen am Nachthimmel zusammenzusetzen, aber es ist immer schwierig, Defekte und Schatten zu vermeiden.
Integrierte Architektur COB
Die integrierte Architektur von COB besitzt natürlich die Eigenschaften einer OberflächeLichtQuelle, wie eine strahlende Galaxie mit gleichmäßigem und weichem Licht. Die dichte Anordnung mehrerer Chips eliminiert dunkle Bereiche und kann in Kombination mit der Mikrolinsenarray-Technologie eine Beleuchtungsgleichmäßigkeit von >85 % innerhalb einer Entfernung von 5 m erreichen. Durch Aufrauen der Substratoberfläche kann der Abstrahlwinkel auf 180 ° erweitert werden, wodurch der Blendungsindex (UGR) auf unter 19 gesenkt wird. Bei gleichem Lichtstrom wird die optische Ausdehnung von COB im Vergleich zu LED-Arrays um 40 % reduziert, was das Lichtverteilungsdesign erheblich vereinfacht. Im MuseumBeleuchtungSzene, ERCOs COB StromschieneLichterDurch Freiformlinsen wird bei einer Projektionsdistanz von 0,5 Metern ein Beleuchtungsverhältnis von 50:1 erreicht, wodurch der Widerspruch zwischen gleichmäßiger Ausleuchtung und Hervorhebung wichtiger Punkte perfekt gelöst wird.
TEIL.03
Wärmemanagementlösung:Innovation von der lokalen Wärmeableitung bis zur Wärmeleitung auf Systemebene
Herkömmliche LED-Lichtquelle
Herkömmliche LEDs verwenden einen vierstufigen Wärmeleitpfad einer „Chip-Solid-Layer-Support-PCB“ mit komplexer, gewundener Wärmewiderstandszusammensetzung, die eine schnelle Wärmeableitung behindert. Der thermische Grenzflächenwiderstand zwischen Chip und Halterung beträgt 0,5–1,0 °C/W. Der thermische Materialwiderstand der FR-4-Platine beträgt lediglich 0,3 W/m·K, was die Wärmeableitung erschwert. Lokale Hotspots können bei der Kombination mehrerer LEDs die Verbindungstemperatur um 20–30 °C erhöhen.
Experimentelle Daten zeigen, dass bei einer Umgebungstemperatur von 50 °C die Lichtabklingrate von SMD-LEDs dreimal schneller ist als bei 25 °C. Die Lebensdauer verkürzt sich auf 60 % des L70-Standards. Genau wie bei längerer Sonneneinstrahlung verringern sich Leistung und Lebensdauer vonLED-LichtQuelle wird stark reduziert.
COB-Lichtquelle
COB verwendet eine dreistufige Leitungsarchitektur des "Chip-Substrat-Kühlkörpers" und erreicht damit einen Sprung in der Wärmemanagementqualität, wie beim Bau einer breiten und flachen Autobahn fürLichtQuellen ermöglichen eine schnelle Wärmeleitung und -ableitung. Die Wärmeleitfähigkeit des Aluminiumsubstrats beträgt 2,0 W/m² K und die des Aluminiumnitridkeramiksubstrats 180 W/m² K. Für ein gleichmäßiges Wärmedesign wird eine gleichmäßige Wärmeschicht unter das Chip-Array gelegt, um den Temperaturunterschied auf ± 2 °C zu begrenzen. Das Substrat ist außerdem mit Flüssigkeitskühlung kompatibel und hat eine Wärmeableitungskapazität von bis zu 100 W/cm², wenn es mit der Flüssigkeitskühlplatte in Kontakt kommt.
Bei der Anwendung in Autoscheinwerfern nutzt die Osram COB-Lichtquelle ein thermoelektrisches Trenndesign, um die Sperrschichttemperatur unter 85 °C zu stabilisieren. Sie erfüllt die Zuverlässigkeitsanforderungen der Automobilnorm AEC-Q102 und hat eine Lebensdauer von über 50.000 Stunden. Selbst bei hohen Geschwindigkeiten bietet sie weiterhin stabile undzuverlässige Beleuchtungfür Fahrer und sorgt für Fahrsicherheit.
Entnommen von Lightingchina.com
Veröffentlichungszeit: 30. April 2025