COB即Chip-On-Board,原指把多顆半導(dǎo)體芯片集成到一塊線路板上的封裝技術(shù)。在LED行業(yè)特指把多顆LED芯片封裝在一片基板上,從而形成一種發(fā)光光源的形式。
正是這種產(chǎn)品形態(tài)決定了COB的技術(shù)特性。所謂材料學(xué)里的“結(jié)構(gòu)決定特性”也同樣適用于產(chǎn)品。知道了這一點(diǎn),我們繼續(xù)進(jìn)行下面的分析。
一、COB發(fā)光角度???
我們首先來破除一個COB流傳甚廣的謠言—發(fā)光角度小。LED燈珠的發(fā)光角度是由芯片封裝決定的,從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看COB封裝無非就是把多顆芯片集成到一塊基板上,和單顆芯片的封裝并無本質(zhì)區(qū)別,所以一般的COB和單顆LED燈珠一樣都是120°發(fā)光。認(rèn)為COB發(fā)光角度小而推斷COB更適合做射燈光源是毫無依據(jù)的。對于COB燈具來說,限定光束角的是那個又深、又影響光效率的大燈杯。
二、COB的色溫和顯色性較一般單芯片封裝的LED燈珠要更好?
COB和單顆LED燈珠所使用的封裝材料并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。若非要說有,也是由材料和生產(chǎn)工藝的好壞決定的,與產(chǎn)品形態(tài)無關(guān)。所以這個論斷也沒有依據(jù)。
三、COB缺點(diǎn)—散熱、發(fā)光效率和眩光
1、對COB來說,一般9W COB尺寸是一個直徑大約為10mm的圓形,這決定了它只能在這個面積內(nèi)直接作用于發(fā)熱源,至于面積以外的范圍就僅作為散熱的輔助。而同樣9W的SMD,基板直徑一般在100mm左右。對散熱來講,低發(fā)熱量、大面積散熱的情形要遠(yuǎn)好于高發(fā)熱、小面積散熱的情形。
2、COB的第二個缺點(diǎn)是光效。由于在一個狹小的面積上緊密排列了多顆LED芯片,所以單顆芯片所發(fā)出的靠近水平方向的光會遇到相鄰芯片而不斷形成全反射,最后被封裝材料吸收,不能發(fā)射出去。而對于SMD,只要間距合理,就不存在這個問題(見圖2)。正是這個全反射使得COB的發(fā)光效率從一開始就比LED燈珠的表面貼裝低10%。同時,封裝材料吸收水平方向光線所帶來的熱量和芯片密集排列本身產(chǎn)生的熱量疊加,導(dǎo)致COB工作溫度偏高,再次影響芯片光效。即使使用相同的芯片,COB也要比表面貼裝少20lm/W左右。
3、同樣基于COB的小面積大功率,所以不可避免地存在眩光問題,基本上使用COB燈具都必須配一個非常深的燈杯,除了配光需要更是為了防止過于強(qiáng)烈的眩光。
既然COB有這么多毛病為毛倒成了射燈的主要光源呢?很簡單,因?yàn)镃OB的產(chǎn)品形態(tài)最接近傳統(tǒng)光源,所以原有的燈杯,燈具,設(shè)計(jì)方式都可以照搬。
為什么一個新興行業(yè)還如此執(zhí)著地對舊有設(shè)計(jì)不加區(qū)分地照單全收呢?下面一起來回顧下COB的發(fā)展史。
四、COB光源發(fā)展
COB光源的出現(xiàn)大約在2008年。當(dāng)時是為了解決LED燈具的“鬼影”問題—在LED燈具照射下,被照物會產(chǎn)生幾個不完全重疊的影子從而使眼睛產(chǎn)生暈眩感。當(dāng)時有兩個解決方案:
1)在LED光源前增加一層不完全透光的膜(擴(kuò)光板)。此方案有個大問題,當(dāng)時LED的發(fā)光效率不高,擴(kuò)光板使得整體光效更低了。
2)從改善光源入手,在光源端消除“鬼影”。這就是COB最初的發(fā)展動機(jī),可是很快就被放棄了。原因很簡單,COB屬于二次封裝,技術(shù)和工藝相對復(fù)雜,以當(dāng)時的技術(shù)單片COB只要超過35W就沒有辦法在批量生產(chǎn)中保持質(zhì)量穩(wěn)定,其光效、散熱也比不上表面貼裝。
在當(dāng)時的環(huán)境下,研發(fā)COB有其合理性,這和后來COB的再開發(fā)有本質(zhì)區(qū)別。COB在2012年,是作為一種全新的光源被再次“發(fā)明”了出來的。其動因是市場對LED產(chǎn)品長期停滯不前的失望。然而,COB的技術(shù)問題并沒有隨著時間而改善,依舊被封裝和大功率的質(zhì)量穩(wěn)定性阻礙其發(fā)展。
2015年,COB再次“火”了起來。如果說COB的前兩次發(fā)展推動了LED行業(yè),那么這次純粹就是為了與舊傳統(tǒng)“接軌”,本質(zhì)上是一種倒退。誠然,COB是解決了“鬼影”問題,可是此前的發(fā)展證明COB在這方面是弊大于利的。雖然燈珠性能的大幅提升為COB封裝創(chuàng)造了良好的技術(shù)基礎(chǔ),使其終于滿足了市場的應(yīng)用需求。這一切看上去很美好,但是COB產(chǎn)品形態(tài)的底層邏輯問題,使得再好的技術(shù)也彌補(bǔ)不了自身缺陷。而且正是基于良好技術(shù)在客觀上的誘使,導(dǎo)致對LED特性不熟悉的設(shè)計(jì)者在錯誤的道路上越滾越遠(yuǎn)。
目前的LED燈具整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)對LED特性普遍不熟悉甚至是不了解(估計(jì)僅停留在節(jié)能上),導(dǎo)致整燈設(shè)計(jì)有向傳統(tǒng)“反動”的趨勢,而不是積極地向前尋求解決方案。
從市場反響來看,用戶顯然不認(rèn)同用舊產(chǎn)品形態(tài)去承載新光源技術(shù)這種“舊瓶裝新酒”的做法,從COB射燈在短暫高價后迅速降價重回“以價取勝”的尷尬,都可以看出市場對照明產(chǎn)品新形態(tài)的渴求,和對目前產(chǎn)品的失望。
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