Четверг, 14 декабря 2017   Подписка на обновления  RSS  Есть вопросы - пишите!
Популярно
18:45, 18 января 2013

COB технологии: применение и развитие светодиодов


COB технологии: история применения и развития светодиодов.

Применение и развитие светодиодов — является одним из наиболее популярных путей, по которым движется передовая осветительная индустрия. В данном направлении развиваются различные технологии светового диодного освещения. В последнее время, к примеру быстро развивается такой вид как MCOB (Multi Chip-on-Board). Предмет оптимального использования МСОВ либо других видов светодиодной продукции активно дискутируется соответствующими специалистами. В данном обзоре более внимательно «разберем» новую технологию и особенности ее применения.

У светодиодной полупроводниковой продукции до середины 2009 года был только один путь дальнейшего развития – постепенно поднимать мощность единицы изделия, которую благополучно удалось увеличить до отметки 10 Вт. Данное направление называется Пауэр ЛЕД (Power LED). Однако в обычном применении используют одно-двух ваттовые светодиоды.

Данный подход был направлен на сокращение количества светодиодов, не затрагивая светоотдачу изделия. Однако погоня за мощностью не способствовала значительному удешевлению светильников. Кроме того, светоотдача всего источника света выходит ниже, нежели у оснащенных его светодиодов. Основной нюанс в том, что по своим техническим характеристикам светодиод – точечный источник освещения, а на практике в большей степени необходим рассеянный свет.

Обратная сторона медали световых диодов – это их яркое ослепляющее действие по причине маленьких габаритов без дополнительных оптических разработок, которые приходиться внедрять, чтобы рассеять свет. Из-за их значительно дороговизны вытекают и потери в стоимости. Еще один минус источника света с мощными светодиодами это значительный удельный вес рунного труда на одно изделие.

im-02Не так давно (с конца 2009 года) стали применять светодиоды SMD в светильниках. SMD-технология Surface Mounting Device — это «устройство с креплением на поверхность». Светодиоды SMD изготавливаются с выходной мощностью от 0,01 до 0,2 Вт. Все потому, что в данном виде светодиодов применяются 1-3 LED кристалла, которые закрепляются на керамической прямоугольной основе, с габаритами 1,4-6 мм. На каждый такой SMD-светодиод наносят люминофор. Для изготовления таких светодиодов необходимо припаивание площадок подложки к специальной плате. Таким образом данная технология может быть автоматизирована полностью.

Рассеянное освещение как раз таки и достигается за счет значительного количества мелких светодиодов (в одном изделии до 700 шт) без применения дополнительно оптики, только обычное стекло корпуса светильника.

SMD-светодиоды вставляются в плату на определенном расстоянии друг от друга, которое больше чем габариты этих кристаллов. Поэтому присутствие каждой светящей неяркой единицы (не такой яркой как в технологии Power LED), хорошо прослеживается. При необходимости большего рассеивания (помещения с компьютерной техникой), применяются обычные прозрачно-белые либо микропризматические рассеиватели.

Их из минусов светильников с SMD-диодами можно отметить низкую возможность их ремонта. Для перепаивания такого светодиода требуется специальное оборудование. Таким образом, чтобы отремонтировать такое изделие, его нужно либо отсылать изготовителю, либо менять целую светодиодную плату.

Выходом из такой ситуации было бы уменьшение цены модуля светодиодов. При необходимости такой модуль можно было бы поменять без особого «давления на кошелек» владельца.

Необходимость в СОВ

Технология Chip-on-Board (перевод «кристаллы на плате»), или COB и родилась благодаря принципу снижения стоимости комплектующих.
СОВ-Технология разработана по принципу внедрения в плату бекорпусных кристаллов и подложек из керамики с последующим нанесением слоя люминофора. Это существнно снижает цену светодиодной матрицы.
Светодиодные кристаллы по принципу СОВ размещаются плотнее один к одному (до 70 на 1 см?), чем светодиоды по технологии SMD, все они покрываются общей пленкой из люминофора. Благодаря этому матрица с СОВ-кристаллами имеет равномерную светоотдачу, без различий отдельных диодов.

Одинаковая мощность матрицы с СОВ-кристаллами имеет меньший размер нежели матрица SMD. Отпадает необходимость  внедрять в изделие разного рода рассеивающую и отражающую оптику, что что также снижает общую стоимость. Не нужно будет тратить средства, чтобы открывать новые производственные мощности. Таким образом основное в данной технологии — это размер слоя «связывающей пленки».

im-03Обратимся к этапам создания СОВ-матрицы:
1. основа обрабатывается клеящим составом;
2. непосредственно размещение кристаллов на основу;
3. застывание клеящего состава;
4. снятие постороннего сора плазменной очисткой;
5. подключение платы к очень тонкими (микронным) кристаллическим контактам;
6. нанесение смеси люминофора и силикона на основу с контактами, для гидроизоляции;
7. застывание силиконово-люминофорной смеси.

Основным нюансом, который продолжительное время не давал воплотить в жизнь СОВ-технологию был как раз таки вот этот тончайший равномерный слой склеивающего состава. Одним словом добиться такой технологической толщины слоя, достаточно большой чтобы кристаллы не поотваливались и чтобы был необходимый тепловой контакт кристалла и основы.

Проблемы была решена в середине 2009 года китайскими учеными, которые реализовали метод магнетронно-распылительный способ (magnetron sputtering), Слой наносился ровно с точно заданным слоем. Тепловой же контакт основы и кристалла  на выходе гораздо лучше, чем при установке при SMD-технологии.

Новейшая технология называется Multi Chip-onBoard или  МСОВ ( перевод — многочисленные кристаллы на плате), Делается упор на производство матриц со светодиодами обладающих высокой мощностью.

Характеристики COB-матрицы

im-04Заявленная мощность такой матрицы достигает 100 Ватт, что при применении современных технологий в производстве и нормальное отведение тепла позволяют добиться светоотдачи матрицы в 100–150 лм/Вт.

Осветительный контур обычно прямоугольный или круглый с размером от 1 до 3 см. Но можно найти и довольно крупные матрицы  размера примерно 4 на 9 см. Это матрицы наружного (уличного) света. При таких габаритах не обладают ненужным ослепляющим свойством.

Производитель обычно указывает срок службы  матриц СОВ-кристаллами до 300 тысяч часов, а  изделий с высокой мощностью до 50 тысяч часов непрерывной работы. Производители мощных светодиодов говорят о сроке службы своей продукции 50 000 часов. Некоторые сомневаются в надежности  СОВ-матриц. Имеются ли для этого предпосылки?

Чтобы проверить работу светодиода с заявленным сроком службы в 500 тысяч часов, нужно чтобы он работал 6 лет, в течении этого промежутка времени современная наука сделает новые открытия и эти испытания будут никому не нужны. Поэтому по результатам  математического моделирования моделей прошедших испытания в чрезвычайных условиях делаются выводы о длительности службы светодиода.

Срок гарантии большинства производителей наступает даже если матрица будет работать «всего» 20 тысяч часов. Вы можете обратиться и поменять изделие на новое, Поэтому такие высокие показатели срока работы изделия даже приуменьшены производителями.

Самый часто встречающийся пример использования технологии СОВ – это прожектора заливающего света, которые ставят для освещения рекламных стендов.  Российская организация «Оптоган» выпускает COB-матрицы серии OCM.

За границей СОВ технологии используются намного активнее (Китай, США, страны западной Европы). Наибольшее применение СОВ-технологии  в Швейцарии, в которой благодаря этой технологии по подсчетам специалистов к 2035 году закроется последняя атомная электростанция. В настоящее время там производят 40% «атомной» электроэнергии. В ФР, которая к слову также сворачивает атомную программу,  этот показатель на уровне 28%,

От властей Швейцарии требуется использование недорогих и окупаемых технологий экономии электрической энергии, даже для этой небедной страны,  уже сейчас срочного внедрения энергосберегающих технологий.

Базельский крупнейший гипермаркет Manor в 7 надземный этажей и 1 подземный полностью освещен трековыми прожекторами швейцарского производителя RD-Leuchten AG. Светоотдачу в таких светильниках выполняют матрицы СОВ производства Bridgelux. Применение этой технологии сократило потребление электроэнергии в 2 раза по сравнению с экономичным когда то люминесцентным освещением. Пойди найди там неработающий светильник!

Для освещения в других торговых объектах и не только также часто используют эту технологию.

На многих улицах швейцарских Лозанны, Женевы и Берна можно встретить СОВ-светильники больших габаритов. Технологичные и современные, они «производят» рассеянный мягкий свет при оснащении их даже самым простым отражателем.

Об авторе: admin


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

© 2017 LEDinfo
Дизайн и поддержка: wp-box.ru