تفاوت ال ای دی های COB و SMD و DIP و Power-LED چیست؟

تکنولوژی ساخت ال‌ای‌دی‌ برای اولین بار در سال 1963 به جهان عرضه شد و اولین ال‌ای‌دی‌ که از نوع DIP بود ساخته شد. امروزه انواع متنوعی از ال‌ای‌دی‌ها در حال تولید هستند که از مهمترین آنها می‌توان به ال‌ای‌دی‌های COB و SMD و DIP و پاور ال ای دی (Power-LED) اشاره کرد.

خانواده DIP-LED:

 ال‌ای‌دی‌های DIP قدیمی‌ترین نسل ال‌ای‌دی‌ها هستند که با وجود اینکه هنوز کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارند اما به دلیل نواقصی که داشتند خانواده های دیگری از ال‌ای‌دی‌ها طراحی و ساخته شدند که کلیه معایب ال‌ای‌دی‌های DIP را برطرف نمودند.

طول عمر مفید این خانواده حداکثر 15,000 ساعت می‌باشد که در مقایسه با نسل های جدید ال‌ای‌دی‌ بسیار پایین تر است.

 از جمله محدودیت های ال‌ای‌دی‌های DIP می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- میزان چگالی نوری به این مفهوم که در فضایی بسیار کوچک میزان نور بالایی تولید شود.

2- توان های بسیار پایین ال‌ای‌دی‌های DIP و عدم امکان تولید با توان های بالا

3- عدم امکان استفاده از ال‌ای‌دی‌های DIP به منظور مصارف روشنایی و فقط محدود به کاربردهای تزئیناتی

4- کم بودن طول عمر

خانواده پاور ال ای دی (High-Power-LED):

خانواده پاور ال ای دی نسل نسبتا جدیدی از ال‌ای‌دی‌ها هستند که علاوه بر اینکه معایب ال‌ای‌دی‌های DIP را برطرف نموده‌اند با استقبال شدیدی مواجه شدند و هم اکنون یکی از پرکاربرد ترین نوع ال‌ای‌دی‌ها به شمار می‌آیند. ال‌ای‌دی‌های این خانواده معمولا با توان‌های 1 تا 5 وات تولید می‌شوند.

پاور ال ای دی ها از قسمت های مختلفی مانند چیپ اصلی تولید کننده نور، لنز، پایه های آند و کاتد و سیم های از جنس طلا و … تشکیل شده اند.

مهمترین جز یک ال ای دی بخشی است که تولید کننده نور است و چیپ ال ای دی نامیده میشود که تراشه ایست نیمه هادی که با ایجاد جریان الکتریکی در آن قابلیت برانگیخته شدن و تولید نور را دارد.

چیپ ال ای دی معمولا در سایزهای استانداردی از قبیل 30 ،35 ،38 ،42 و 45 میل(mil) ساخته میشود که با توجه به سایز چیپ و تعداد چیپ موجود در یک ال ای دی توان مصرفی آن مشخص میشود.

ال ای دی ها تک چیپ، دو چیپ، چهار چیپ و شش چیپ از رایج ترین پاور ال ای دی ها هستند که می‌توانند شار نوری مناسبی را با توجه به نیاز کاربر فراهم نمایند.

خانواده SMD-LED:

خانواده  Surface Mounted Diode) SMD-LED) نسل جدیدتری از خانواده DIP-LED و قدیمی تر ازCOB-LED هستند که مانند سایر قطعات الکترونیکی SMD فاقد پایه‌های بلند هستند و بر روی سطح برد نصب و لحیم می‌شوند. 

ال‌ای‌دی‌های SMD به دلیل دارا بودن قیمت مناسب، شدت نور بالا و همچنین سهولت در نصب و منتاژ در کاربردهای تجاری که نیاز به تولید حجم زیادی از محصولات روشنایی می‌باشد بسیار مناسب است.

خانواده COB-LED:

واژه COB مخفف کلمه  Chip-On-Board است. ال‌ای‌دی‌های COB دارای مزایای متعددی نسبت به تکنولوژی‌های ال‌ای‌دی‌های قدیمی مانند ال‌ای‌دی‌های Surface Mounted Diode) SMD)  یا ال‌ای‌دی‌های Dual In-line Package) DIP) هستند.

مهمتر از همه، تکنولوژی COB اجازه می‌دهد تا چگالی بسیار بیشتری از آرایه‌های LED در یک بستر کوچک گنجانده شوند.

به عنوان مثال، با استفاده از تکنولوژی COB  بر روی یک آرایه مربع 10 میلیمتری، تعداد LED های بکار رفته 38 برابر ال‌ای‌دی‌های بکار رفته نسبت به فناوریDIP  و 5/8 برابر نسبت به فناوری SMD، بیشتر است.

این مزیت باعث شدت بیشتر و یکنواختی بیشتر نور می شود. به طور خلاصه، با استفاده از تکنولوژی COB  می‌توان به میزان زیادی هدررفت، مصرف انرژی  و فضای مصرفی را کاهش داد و خروجی نور را ثابت نگه داشت.

به عنوان مثال، یک آرایه 500 لومنی COB می‌تواند چندین بار کوچکتر و مصرف انرژی قابل ملاحظه‌ای کمتر از یک 500 لومنی SMD یا DIP  داشته باشد.

یکی دیگر از مزیت های بزرگ استفاده از تکنولوژی COB این است که دستگاه های COB فقط دو عدد پایه خروجی برای کل تراشه بدون توجه به تعداد دیودها دارند.

این طراحی مدار، صرف نظر از تعداد دیودهای تراشه، به سادگی برای بقیه دستگاه LED منجر می شود.

مزایای استفاده از LEDهای COB عبارتند از:

1- فشردگی سایز LED به دلیل اندازه کوچک تراشه

2- شدت بالای نور، به ویژه در فاصله نزدیک

3- یکنواختی بالا نور ، حتی در فاصله های کاری نزدیک

4- ساده سازی طراحی، به دلیل داشتن فقط 2 پین مثبت و منفی

5- عملکرد حرارتی برتر برای افزایش عمر، ثبات و قابلیت اطمینان

فناوری جدید COB به نام فیلیپ چیپ (filip chip)

فناوری جدید ساخت و تولید ال ای دی های COB به نام فیلیپ چیپ شهرت یافته است. دلیل این نامگذاری همانطور که در شکل زیر مشاهده میشود واضح است.

در این سری از COB ها تقریبا ترتیب قرار گرفتن لایه ها در ساخت ال ای دی بر عکس شده است و به همین دلیل به آن فیلیپ چیپ گفته میشود.

در فیلیپ چیپ ها سیم های از جنس طلا که در ساختار COB های قدیمی همواره وجود داشت حذف شده است. این مزیت علاوه بر کاهش هزینه ساخت باعث افزایش ضریب اطمینان از عملکرد صحیح در درازمدت ال ای دی شده است. همچنین باعث تسهیل فرآیند ساخت ال ای دی COB شده است.

از مزایای دیگر فناوری فیلیپ چیپ، دفع راحت تر و بیشتر گرمای تولید شده ال ای دی است.

همانطور که در شکل زیر مشاهده میشود چون ساختار نیمه هادی دقیقا با لایه زیرین ال ای دی در تماس است دفع حرارت با سرعت بیشتر و کیفیت بالاتری انجام میشود.

که این خاصیت فیلیپ چیپ ها باعث افزایش طول عمر ال ای دی و همچنین امکان تولید ال ای دی در توان های بالاتر را فراهم مینماید.

نتیجه گیری:

به طور کلی فاکتورهای زیر در مورد ال ای دی ها بسیار مهم هستند و هر روزه در حال پیشرفت و بهبود هستند:

1- چگالی نور

2- طول عمر

3- کیفیت و شفافیت نور

4- میزان اتلاف انرژی

5- میزان پرتوهای غیر مفید مانند IR و UV