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COB光源是发展还是倒退?

  COB即Chip-On-Board,原指把多颗半导体芯片集成到一块线路板上的封装技术。在LED行业特指把多颗LED芯片封装在一片基板上,从而形成一种发光光源的形式。

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  正是这种产品形态决定了COB的技术特性。所谓材料学里的“结构决定特性”也同样适用于产品。知道了这一点,我们继续进行下面的分析。

       一、COB发光角度小?

  我们首先来破除一个COB流传甚广的谣言—发光角度小。LED灯珠的发光角度是由芯片封装决定的,从产品结构来看COB封装无非就是把多颗芯片集成到一块基板上,和单颗芯片的封装并无本质区别,所以一般的COB和单颗LED灯珠一样都是120°发光。认为COB发光角度小而推断COB更适合做射灯光源是毫无依据的。对于COB灯具来说,限定光束角的是那个又深、又影响光效率的大灯杯。

  二、COB的色温和显色性较一般单芯片封装的LED灯珠要更好?

  COB和单颗LED灯珠所使用的封装材料并没有本质上的区别。若非要说有,也是由材料和生产工艺的好坏决定的,与产品形态无关。所以这个论断也没有依据。

  三、COB缺点—散热、发光效率和眩光

  1、对COB来说,一般9W COB尺寸是一个直径大约为10mm的圆形,这决定了它只能在这个面积内直接作用于发热源,至于面积以外的范围就仅作为散热的辅助。而同样9W的SMD,基板直径一般在100mm左右。对散热来讲,低发热量、大面积散热的情形要远好于高发热、小面积散热的情形。

  2、COB的第二个缺点是光效。由于在一个狭小的面积上紧密排列了多颗LED芯片,所以单颗芯片所发出的靠近水平方向的光会遇到相邻芯片而不断形成全反射,最后被封装材料吸收,不能发射出去。而对于SMD,只要间距合理,就不存在这个问题(见图2)。正是这个全反射使得COB的发光效率从一开始就比LED灯珠的表面贴装低10%。同时,封装材料吸收水平方向光线所带来的热量和芯片密集排列本身产生的热量叠加,导致COB工作温度偏高,再次影响芯片光效。即使使用相同的芯片,COB也要比表面贴装少20lm/W左右。

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      3、同样基于COB的小面积大功率,所以不可避免地存在眩光问题,基本上使用COB灯具都必须配一个非常深的灯杯,除了配光需要更是为了防止过于强烈的眩光。

  既然COB有这么多毛病为毛倒成了射灯的主要光源呢?很简单,因为COB的产品形态最接近传统光源,所以原有的灯杯,灯具,设计方式都可以照搬。

  为什么一个新兴行业还如此执着地对旧有设计不加区分地照单全收呢?下面一起来回顾下COB的发展史。

       四、COB光源发展

  COB光源的出现大约在2008年。当时是为了解决LED灯具的“鬼影”问题—在LED灯具照射下,被照物会产生几个不完全重叠的影子从而使眼睛产生晕眩感。当时有两个解决方案:

  1)在LED光源前增加一层不完全透光的膜(扩光板)。此方案有个大问题,当时LED的发光效率不高,扩光板使得整体光效更低了。

  2)从改善光源入手,在光源端消除“鬼影”。这就是COB最初的发展动机,可是很快就被放弃了。原因很简单,COB属于二次封装,技术和工艺相对复杂,以当时的技术单片COB只要超过35W就没有办法在批量生产中保持质量稳定,其光效、散热也比不上表面贴装。

  在当时的环境下,研发COB有其合理性,这和后来COB的再开发有本质区别。COB在2012年,是作为一种全新的光源被再次“发明”了出来的。其动因是市场对LED产品长期停滞不前的失望。然而,COB的技术问题并没有随着时间而改善,依旧被封装和大功率的质量稳定性阻碍其发展。

  2015年,COB再次“火”了起来。如果说COB的前两次发展推动了LED行业,那么这次纯粹就是为了与旧传统“接轨”,本质上是一种倒退。诚然,COB是解决了“鬼影”问题,可是此前的发展证明COB在这方面是弊大于利的。虽然灯珠性能的大幅提升为COB封装创造了良好的技术基础,使其终于满足了市场的应用需求。这一切看上去很美好,但是COB产品形态的底层逻辑问题,使得再好的技术也弥补不了自身缺陷。而且正是基于良好技术在客观上的诱使,导致对LED特性不熟悉的设计者在错误的道路上越滚越远。

  目前的LED灯具整体系统设计对LED特性普遍不熟悉甚至是不了解(估计仅停留在节能上),导致整灯设计有向传统“反动”的趋势,而不是积极地向前寻求解决方案。

  从市场反响来看,用户显然不认同用旧产品形态去承载新光源技术这种“旧瓶装新酒”的做法,从COB射灯在短暂高价后迅速降价重回“以价取胜”的尴尬,都可以看出市场对照明产品新形态的渴求,和对目前产品的失望。


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