1. Breve desarrollo de LED para iluminación

En términos generales, LED significa diodo emisor de luz.

Sombrero de paja DIP LED

 

Imagen 1. LED DIP

DIP 1.1

El primer LED diseñado para la iluminación fue el LED de paquete doble en línea (DIP), que también se denomina "LED de sombrero de paja". Su eficiencia lumínica era relativamente baja en ese momento: solo alrededor de 4-5 lúmenes por unidad o 0.05-0.08 vatios por unidad, que es aproximadamente 60-80 lúmenes por vatio.

3528 SMD

Imagen 2. 3528 SMD

1.2 SMD

El dispositivo montado en superficie (SMD) LED 3528 arrasó en el mercado en 2008. Un chip de diodo está encapsulado en un SMD de forma rectangular de 2.8 mm x 3.5 mm.

5050 smd led blanco

Imagen 3. 5050 SMD

Posteriormente, se desarrolló el LED 5050SMD. El SMD tiene tres chips de diodo en un SMD de 5 x 5 mm. Dado que tiene 3 chips, cada uno también puede tener un color diferente encapsulado (por ejemplo, rojo, verde, azul), se puede combinar para crear luces de colores.

LED SMD 5050RGB

Imagen 4. LED SMD 5050RGB

El LED SMD RGB (rojo, verde, azul) y el LED SMD 5050RGB se utilizan ampliamente en tiras LED flexibles de colores.

LED COB 20W

Imagen 5. LED COB 20W

COB 1.3

La tecnología LED COB (Chip On Board) se vio por primera vez en el mercado en 2010, en la Feria de Cantón en Guangzhou. La COB puede ser de aluminio o cerámica; discutiremos esto más tarde.

Primero, averigüemos: ¿qué es un LED SMD?

1.5W 12PCS 5050SMD g4 12v 10w reemplazo de led 4

Imagen 6. 12PCS SMD LED

2. ¿Qué es un LED SMD?

SMD LED significa Surface Mounted Device LED, que utiliza tecnología SMT para montar el chip LED en una PCB. En realidad, la PCB está construida en un objeto plano de forma rectangular, que es lo que normalmente vemos como un SMD. Si observa de cerca un LED SMD, puede ver un pequeño punto negro justo en el centro del SMD; ese es el chip LED.

LED SMD WW CW

Imagen 7. Izquierda: 6000-6500K; derecha: 2700-3500K

El chip está cubierto de polvo de fósforo y se ve amarillo o naranja. El naranja generalmente emite luz blanca cálida (2700-3500K) y el amarillo puede emitir luz blanca diurna (6000-6500K). Un 5050 RGB de colores (consulte la imagen 4) no contiene polvo de fósforo.

Por encima del poder de fósforo, un tipo especial de pegamento de silicio óptico gotea, eventualmente encapsulando el chip.

Su parte trasera tiene 2 puntos metálicos (ánodo y cátodo) que se utilizan para soldar con el circuito en una luminaria. El 5050 tiene 6 puntas de metal ya que tiene 3 chips en su interior.

SMD LED tiene diferentes tipos: 2835, 3030, 3014, 5050, 5730, 5630; se denominan según sus dimensiones: largo y ancho. Por ejemplo, el tamaño del 2835 es de 2.8 x 3.5 mm. Consulte la siguiente tabla:

LED SMD
(módulo)
Dimensiones
(mm x mm)
Power
(Vatio)
30303.0 x 3.0 0.9
35283.5 x 2.8 0.06
50505.0 x 5.0 0.24
56305.6 x 3.0 0.5

Su potencia nominal depende del tamaño del chip; sí, es la pequeña mancha negra la que no siempre es visible.

Revisar la información anterior facilitará la explicación de la COB.

Sigamos adelante.

Pero, tenga en cuenta: el 3030 y el 5630, que tienen alta potencia, vienen después del COB. Esto es importante, ya que le ayudará a comprender por qué la COB tiene el valor comercial para ganar participación de mercado en ese momento; es decir, solo teníamos el 3528 y el 5050 antes de la llegada de la COB.

LED COB de alta potencia

Imagen 8. LED COB

3. ¿Qué es un LED COB?

COB LED significa Chips On Board LED y es una fuente de iluminación LED con un tipo de nueva tecnología de encapsulación. En comparación con el chip 3528: 1 incorporado o los chips 5050: 3, una fuente de luz LED COB tendrá varios chips (docenas o incluso cientos) en la misma PCB (placa de circuito impreso).

La COB tiene un PCB en su sustrato; Los chips de diodos están dispuestos en paralelo o en serie, dependiendo del circuito de la PCB. El sustrato puede ser de aluminio o de cerámica. El tipo cerámico tiene un mejor rendimiento de conducción térmica que puede garantizar una temperatura de trabajo del LED más baja. Aunque el LED COB integra muchos chips en un sustrato, solo tiene 2 puntos de conexión de metal: el ánodo y el cátodo.

Dado que el COB monta los chips directamente en el sustrato, que tiene una gran área de enfriamiento, el COB tiene una mejor conductividad térmica en comparación con el SMD. Entonces, cuando diseñamos un circuito en el sustrato, podemos considerar acortar la distancia del chip para obtener el tamaño de COB lo menos posible.

Pero ¿por qué?

¿Por qué la ingeniería tiende a obtener un LED COB de menor tamaño?

Dejame explicar:

En la era SMD, imagina que querías producir un reflector LED para exteriores de 50 vatios, mientras que el 3528 solo tiene 0.06 vatios. Eso significa que necesitará aproximadamente (50 / 0.06 = 833) 833 piezas 3528SMD en un reflector en total, e incluso cada 3528SMD también necesita espacio para ventilar y disipar el calor.

Aparentemente, los reflectores LED normales no tendrán suficiente espacio para 833 piezas de 3528SMD.

¡Eso es imposible!

Pero en esta situación, el LED COB es útil. Consulte las siguientes figuras:

Dimensión COB 50W

Imagen 9. Dimensiones del LED COB de 50W

Dimensiones del LED 3528SMD

Imagen 10. Dimensiones del LED 3528SMD

La dimensión del LED COB de 50W es de solo 36 x 36 mm.

Solo 36 x 36 mm resolverán el problema, con 833 piezas de 3.5 x 2.8 mm, eso es fantástico.

4. La ventaja del LED COB

4.1. Mejor conducción térmica

Recuerde: hablamos del SMD, que tiene 2 puntos metálicos en su parte posterior (consulte la figura 2). El proceso de disipación de calor del SMD sería: el calor producido por los chips de diodo pasa principalmente por los 2 electrodos, luego pasa al sustrato (comúnmente, el aluminio), luego pasa al disipador de calor.

Pero para el COB, el proceso se vuelve más simple, debido a que sus chips se montan directamente al sustrato (aluminio o cerámica), el COB tendrá una mejor conductividad térmica. Además, debido a eso, las distancias de los chips se acortan y se ahorra espacio.

4.2. Reducir las tasas de fallas de producción:

¿Recuerdas la historia de los reflectores de la que hablamos antes? Los procesos de fabricación necesitan soldar el electrodo al circuito. Para el SMD, habría 833 x 2 = 1666 puntos de soldadura; pero para el COB, solo tiene que lidiar con 2 puntos de soldadura, lo que reducirá drásticamente las tasas de fallas de producción. Además, ahorra tiempo de mano de obra y pagará menos a los trabajadores.

LED COB rectangular

Imagen 11. LED COB rectangular

5. La desventaja del LED COB

La forma de la COB está prediseñada para adaptarse a una estructura especial de dispositivo de iluminación: la matriz de chips no se puede cambiar una vez que están encapsulados. Pero el SMD es más flexible: la matriz de sus chips se decide de acuerdo con el diseño del circuito de PCB y se puede cambiar para cumplir con diferentes soluciones de ingeniería.

LED COB redondo

Imagen 12. LED COB redondo

6. Aplicación de la luz LED COB y el LED SMD

Con el desarrollo de la tecnología LED SMD, el SMD de alta potencia, como el 3030SMD, que tiene una potencia nominal de 0.9 W, llegó al mercado ahora. Entonces, fue posible hacer un reflector de alta potencia con SMD, como farolas solares integradas de 100w o luces de mástil alto de 70W. Tanto el SMD como el COB tienen amplias aplicaciones, pero la forma COB está relativamente personalizada para adaptarse a varios accesorios.