Pēc vairāk nekā desmit gadiem ceļu{0}}apgaismojuma eksporta biznesā viens no jautājumiem, ko visbiežāk dzirdu no klientiem, ir šāds: vai ielu apgaismojumam jāizmanto COB vai SMD? Cik liela ir siltuma pretestības atšķirība? Ko tas nozīmē kalpošanas laikam, lūmena nolietojumam un ilgtermiņa uzturēšanas izmaksām? Šodien es izjaukšu abas iepakošanas tehnoloģijas, pamatojoties uz reālu projektu pieredzi.
Izpratne par divu pakešu pamatstruktūrām
SMD (Surface{0}}Mount Device) iepakojums nozīmē, ka iepakotās LED lodītes (parasti 2835, 3030, 5050 utt.) tiek atkārtoti lodētas uz alumīnija pamatnes vai PCB. Katrai lodītei ir savs svina rāmis, zelta stieple vai flip{8}}čipu struktūra, un tā ir savienota ar plāksni caur lodēšanas savienojumiem.
COB (Chip on Board) iepakojumā vairākas tukšas LED mikroshēmas tiek uzstādītas tieši uz augstas -siltuma vadītspējas-substrāta (keramikas vai metāla-kodola), pēc tam pārklāj visu masīvu ar fosforu un silikonu, veidojot vienu virsmas gaismas avotu. Tas novērš atsevišķu svina rāmi un diskrētu iepakojuma slāni.
Ceļu{0}}apgaismojuma lietojumos gaismekļu jauda parasti ir no 50 W līdz 200 W, un tie ir uzstādīti 6–12 metriem. Abas paketes var darboties, taču tās uzsver dažādas stiprās puses.
Cik liela ir faktiskā termiskās pretestības atšķirība?
Termiskā pretestība ir viens no galvenajiem faktoriem, kas nosaka LED kalpošanas laiku. Aptuveni runājot, katrs krustojuma temperatūras pieaugums par 10 grādiem aptuveni divkāršo lūmena nolietojuma ātrumu un saīsina kalpošanas laiku.
Nozares dati no reāliem produktiem parāda:
Tipiskām SMD lodītēm ir savienojuma vieta-uz-plates termiskā pretestība (Rth j-b) diapazonā no 8 līdz 15 grādiem /W; dažas lielākas -jaudas versijas var sasniegt aptuveni 10 grādi/W.
Kvalitatīvas COB paketes parasti ir no 2 līdz 6 grādiem /W; labi-izstrādātas flip-chip COB var būt zemāks par 2,5 grādiem /W.
Vienkārši izsakoties, COB termiskā pretestība ir aptuveni viena{0}}puse līdz viena-trešdaļa nekā SMD. Iemesls ir vienkāršs: COB mikroshēma ir piestiprināta tieši pie pamatnes, tāpēc siltuma ceļš ir vienkārši "šķembu → die-piestipriniet līmi → substrātu". Tas izlaiž svina rāmi, lodēšanas savienojumus un vairākas SMD saskarnes.
Tomēr ir svarīgs aspekts, ko daudzi cilvēki neievēro: zemāka termiskā pretestība automātiski nenozīmē, ka gatavais gaismeklis darbojas vēsāks. COB koncentrē siltumu nelielā apgabalā, radot augstu siltuma-plūsmas blīvumu un izvirzot stingrākas prasības siltuma-izlietnes dizainam. Ja siltuma-ceļš ir slikti izstrādāts, termiskās saskarnes materiāls ir neatbilstošs vai korpuss ir pārāk plāns, COB risinājums faktiski var darboties lokāli karstāk nekā salīdzināms SMD dizains. SMD izplata siltumu vairākos atsevišķos punktos, tāpēc tas ir pielaidīgāks pret nevainojamu siltuma dizainu.
Esmu redzējis projektus, kuros klienti izvēlējās COB tikai tā zemās termiskās -pretestības skaitļu dēļ, tikai atklājot, ka korpusam trūkst pietiekamas virsmas. Faktiskā savienojuma temperatūra bija augstāka nekā līdzvērtīgam SMD risinājumam, kā rezultātā notika ātrāks lūmena nolietojums un lielāks atteices līmenis-, tieši pretēji gaidītajam.
Reāls{0}}Pasaules sniegums ceļu apgaismojumā
Ceļu apgaismojums izvirza augstas prasības optiskajam sadalījumam. Galvenajiem ceļiem un sekundārajiem ceļiem ir nepieciešama gan laba viendabība, gan efektīva atspīduma kontrole.
SMD joprojām ir galvenā izvēle lielākajai daļai projektu un praktisku iemeslu dēļ:
Vairākas atsevišķas gaismas diodes apvienojumā ar sekundārajiem objektīviem ļauj salīdzinoši viegli sasniegt standarta ceļa apgaismojuma sadalījumu (II tips, III tips utt.).
Ja neizdodas kāda atsevišķa lodīte, ir iespējams veikt vietējo remontu vai{0}}dēļu nomaiņu, saglabājot pārvaldāmas uzturēšanas izmaksas.
Piegādes ķēde ir nobriedusi, cenas ir salīdzinoši stabilas, un apjoma piegādes risks ir mazāks.
COB biežāk parādās īpašās situācijās: augsta{0}}masta apgaismojumā, lietojumprogrammās, kurām nepieciešama spēcīga centra-staru intensitāte, lai sasniegtu garākus metienu attālumus, vai augstas klases pašvaldību projektos, kuros prioritāte ir mazs atspīdums un lieliska krāsu vienmērība. Tās virsmas -avota raksturlielumi nodrošina labu krāsu konsistenci un salīdzinoši vienkāršu atspīdumu kontroli, taču sekundārā optika parasti ir sarežģītāka un objektīva izmaksas mēdz būt augstākas.
Raugoties no ilgtermiņa uzticamības perspektīvas, pareizi siltuma-pārvaldīts COB var uzturēt zemāku savienojuma temperatūru un tādējādi palēnināt lūmena nolietojumu, nodrošinot teorētiski ilgāku kalpošanas laiku. Tomēr ielu apgaismojums darbojas ārpus telpām visu gadu-augstas temperatūras, mitruma un termiskā cikla dēļ. Dažos gadījumos SMD sadalītā struktūra uzrāda labāku izturību pret termisko triecienu un vibrāciju.
Kā izvēlēties bez nožēlas
Nav absolūtas "labākas" pakotnes{0}}tikai tā, kas labāk atbilst konkrētajam projektam.
Parastiem pilsētas ceļiem, industriālajiem parkiem vai lieliem{0}}apjoma piegādes līgumiem drošāks sākumpunkts ir nobriedis SMD risinājums. Optiskais dizains ir elastīgs, apkope ir vienkāršāka, un kopējās izmaksas ir vieglāk kontrolēt. Koncentrējieties uz labu alumīnija-substrāta vadītspēju, pareizu siltuma-izlietnes dizainu un saprātīgu piedziņas strāvu. Lai gan paketes termiskā pretestība ir augstāka, stingrs sistēmas{6}}līmeņa termiskais dizains joprojām var uzturēt savienojuma temperatūru drošās robežās.
Ja projektam ir stingras prasības attiecībā uz gaismas kvalitāti, lielāku montāžas augstumu, spēcīgu centra intensitāti vai klients īpaši pieprasa zemu{0}}atspīdumu virsmas avotu, COB ir pelnījis nopietnu novērtējumu. Vienkārši pārliecinieties, ka visa termiskā sistēma tiek novērtēta kopā,-nevis tikai mikroshēmas termiskās pretestības{3}}skaitlis. Pieprasiet piegādātājam pilnīgus termiskās simulācijas pārskatus un izmērītās krustojuma{5}}temperatūras datus. Tas ir daudz ticamāk nekā atsevišķu paku numuru salīdzināšana.
Ikdienas eksporta darbā pastāvīgi atgādinu klientiem: nefiksējiet tikai četrus vārdus "zema termiskā pretestība". Iepakojuma termiskā pretestība ir mikroshēmas-līdz{2}}plates vērtība; sistēmas termiskā pretestība no gaismas diodes uz apkārtējo gaisu ir tā, kas faktiski nosaka savienojuma temperatūru. Siltuma-virsmas laukumam, termiskās saskarnes materiāla kvalitātei, korpusa dizainam un apkārtējās vides temperatūrai bieži ir lielāka kopējā ietekme nekā atšķirībai starp diviem iepakojuma veidiem.
Secinājums
Pēc gadiem ilga darba ar ceļu{0}}apgaismojuma projektiem esmu redzējis pārāk daudz gadījumu, kad nepareiza iepakojuma izvēle dubulto{1}}ilgtermiņa uzturēšanas izmaksas. Gan COB, gan SMD ir skaidras priekšrocības. Galvenais ir pielāgot tehnoloģiju faktiskajiem darbības apstākļiem un klienta prioritātēm attiecībā uz izmaksām, apkopi un optisko veiktspēju.
Ja pašlaik atlasāt produktus vai salīdzināt risinājumus, lūdzu, atsūtiet man mērķa jaudu, montāžas augstumu, nepieciešamo apgaismojumu un budžeta diapazonu. Pamatojoties uz iepriekšējo projektu pieredzi, varu palīdzēt analizēt, kura pakotne ir piemērotāka, un dalīties ar atbilstošiem izmērītajiem termiskās{1}}pretestības datiem un optiskā sadalījuma ieteikumiem. Pareizais risinājums projektam vienmēr ir tāds, kas ilgtermiņā ietaupa gan galvassāpes, gan naudu.
