소개:현대와 현대의 발전에서조명산업에서 LED와 COB 광원은 의심할 여지 없이 가장 눈부신 두 가지 핵심 기술입니다. 두 기술은 고유한 기술적 이점을 바탕으로 산업 발전을 촉진합니다. 이 글에서는 COB 광원과 LED의 차이점, 장단점을 심층적으로 살펴보고, 오늘날 조명 시장 환경에서 두 기술이 직면한 기회와 과제, 그리고 미래 산업 발전 추세에 미치는 영향을 살펴봅니다.
1부
P포장T기술： T그는 개별 단위에서 통합 모듈로 도약합니다.
전통적인 LED 광원
전통적인LED 조명소스는 LED 칩, 금선, 브래킷, 형광 분말, 그리고 패키징 콜로이드로 구성된 단일 칩 패키징 방식을 채택합니다. 칩은 전도성 접착제로 반사 컵 홀더 바닥에 고정되고, 금선은 칩 전극을 홀더 핀에 연결합니다. 형광 분말은 실리콘과 혼합되어 스펙트럼 변환을 위해 칩 표면을 덮습니다.
이러한 패키징 방식은 직접 삽입, 표면 실장 등 다양한 형태를 만들어냈지만, 본질적으로는 마치 흩어진 진주처럼 독립적인 발광 유닛들을 반복적으로 조합하여 빛을 내는 것입니다. 그러나 대규모 광원을 제작할 때, 마치 벽돌과 돌 하나하나를 조립하고 결합하는 데 많은 인력과 재료 자원이 필요한 웅장한 건물을 짓는 것처럼 광학 시스템의 복잡성은 기하급수적으로 증가합니다.
COB 광원
COB 조명소스는 기존의 패키징 패러다임을 깨고 멀티칩 직접 접합 기술을 사용하여 수십에서 수천 개의 LED 칩을 금속 기반 인쇄 회로 기판이나 세라믹 기판에 직접 접합합니다. 칩은 고밀도 배선을 통해 전기적으로 상호 연결되고 형광 분말이 포함된 전체 실리콘 겔 층을 덮어 균일한 발광 표면이 형성됩니다. 이 아키텍처는 진주를 아름다운 캔버스에 박아 넣은 것과 같으며, 개별 LED 사이의 물리적 틈을 제거하고 광학 및 열역학의 협업적 설계를 달성합니다.
예를 들어, 루밀레즈(Lumileds)의 LUXION COB는 공융 솔더링 기술을 사용하여 직경 19mm의 원형 기판에 0.5W 칩 121개를 집적하여 총 60W의 출력을 제공합니다. 칩 간격은 0.3mm로 압축되었으며, 특수 반사 캐비티를 통해 배광 균일도가 90%를 초과합니다. 이러한 통합 패키징은 생산 공정을 간소화할 뿐만 아니라 "모듈로서의 광원"이라는 새로운 형태를 만들어 혁신적인 기반을 제공합니다.조명디자인은 조명 설계자에게 미리 제작된 정교한 모듈을 제공하는 것과 마찬가지로 설계 및 생산의 효율성을 크게 향상시킵니다.
파트.02
광학적 특성:변형포인트 라이트광원에서 표면 광원으로
단일 LED
단일 LED는 본질적으로 램버트 광원으로, 약 120° 각도로 빛을 방출하지만, 광도 분포는 중앙에서 급격히 감소하는 박쥐 날개 곡선을 보입니다. 마치 밝은 별처럼 밝게 빛나지만 다소 흩어지고 무질서합니다.조명요구사항에 따라 2차 광학 설계를 통해 광분포곡선을 재형성할 필요가 있다.
렌즈 시스템에 TIR 렌즈를 사용하면 방출 각도를 30°로 압축할 수 있지만, 광 효율 손실은 15~20%에 달할 수 있습니다. 반사경 구성에서 포물선형 반사경은 중앙 광도를 향상시킬 수 있지만, 눈에 띄는 광점이 발생할 수 있습니다. 여러 개의 LED를 결합할 때는 색상 차이를 방지하기 위해 충분한 간격을 유지해야 하며, 이로 인해 램프 두께가 증가할 수 있습니다. 이는 밤하늘의 별들로 완벽한 그림을 완성하려고 애쓰는 것과 같지만, 결함과 그림자를 피하기는 항상 어렵습니다.
통합 아키텍처 COB
COB의 통합 아키텍처는 본질적으로 표면의 특성을 가지고 있습니다.빛균일하고 부드러운 빛으로 빛나는 은하수와 같은 광원. 다중 칩 고밀도 배열은 어두운 영역을 제거하고 마이크로 렌즈 어레이 기술과 결합하여 5m 거리 내에서 조명 균일도 >85%를 달성할 수 있습니다. 기판 표면을 거칠게 하면 방출 각도를 180°까지 확장하여 눈부심 지수(UGR)를 19 미만으로 줄일 수 있습니다. 동일한 광속 하에서 COB의 광학 팽창은 LED 어레이에 비해 40% 감소하여 배광 설계를 크게 단순화합니다. 박물관에서조명장면, ERCO의 COB 트랙허파자유형 렌즈를 통해 0.5m의 투사 거리에서 50:1의 조도 비율을 달성하여 균일한 조도와 핵심 포인트 강조 간의 모순을 완벽하게 해결했습니다.
3부
열 관리 솔루션:국소 열 방출에서 시스템 수준 열 전도로의 혁신
전통적인 LED 광원
기존 LED는 "칩 솔리드 레이어 지지 PCB"의 4단계 열전도 경로를 사용하는데, 이는 마치 권선 경로처럼 복잡한 열 저항 구성을 가지고 있어 빠른 열 방출을 방해합니다. 인터페이스 열 저항 측면에서 칩과 브래킷 사이의 접촉 열 저항은 0.5~1.0℃/W입니다. 재료 열 저항 측면에서 FR-4 기판의 열전도도는 0.3W/m·K에 불과하여 방열에 병목 현상을 일으킵니다. 이러한 누적 효과로 인해 여러 LED를 결합할 경우 국소적인 핫스팟이 접합 온도를 20~30℃까지 상승시킬 수 있습니다.
실험 데이터에 따르면 주변 온도가 50℃에 도달하면 SMD LED의 광 감쇠 속도가 25℃ 환경보다 3배 빠르며, 수명은 L70 기준의 60%로 단축됩니다. 마치 뜨거운 태양에 장시간 노출된 것처럼,LED 조명원천이 크게 줄어들 것이다.
COB 광원
COB는 "칩 기판 방열판"의 3단계 전도 아키텍처를 채택하여 넓고 평평한 고속도로를 깔아 놓은 것과 같은 열 관리 품질의 도약을 달성했습니다.빛열을 빠르게 전도하고 방출할 수 있도록 합니다. 기판 혁신 측면에서 알루미늄 기판의 열전도도는 2.0W/m·K에 달하고, 질화알루미늄 세라믹 기판의 열전도도는 180W/m·K에 달합니다. 균일한 열 설계 측면에서는 칩 어레이 아래에 균일한 열층을 배치하여 온도 차이를 ±2℃ 이내로 제어합니다. 또한, 액체 냉각에도 호환되어 기판이 액체 냉각판과 접촉할 때 최대 100W/cm²의 방열 용량을 제공합니다.
자동차 헤드라이트에 적용되는 오스람 COB 광원은 열전 분리 설계를 통해 접합 온도를 85℃ 이하로 안정화하여 AEC-Q102 자동차 표준의 신뢰성 요건을 충족하고 50,000시간 이상의 수명을 제공합니다. 고속 주행 시에도 안정적이고안정적인 조명운전자의 안전을 보장합니다.
Lightingchina.com에서 발췌
게시 시간: 2025년 4월 30일