Die Entwicklung der LED hat seit den 50er Jahren drei Bauformen durchlaufen. Von der Ursprungsform der gedrahteten LEDs, 1962, über die heute weit verbreitete SMD (Surface Mounted Device) LED, bis hin zum COB-LED-Modul.
Seit 2007 und den ersten erfolgreichen Einsätzen der COB-LEDs in passiven Kühlgehäusen (Leuchtengehäusen) konzentriert sich die Marke LemTec® voll auf die COB-Technik und treibt deren Weiterentwicklung unermüdlich voran.
Es wird ausschließlich mit COB-LED-Modulen gearbeitet und die Auswahl der Basismaterialien wie Halbleiterchips, Leiterplatten/Brackets, Gold-Drähte, Silikone und Vergussmasse erfolgt nach äußerst hohen Qualitätsanforderungen. Die direkte Montage der Halbleiter auf Leiterplatten ermöglicht ein optimales Thermomanagement bei hohen Packungsdichten. So konnten von Beginn an die Langlebigkeit und Leistungsstärke der COB-LED-Module unter Beweis gestellt und in den letzten Jahren erheblich ausgebaut werden.
Der Einsatz der COB-Module als zentrale Lichtquelle ermöglicht es, Anwendern, Lichtplanern und der Industrie, LED-Leuchten zur Verfügung zu stellen, die wie gewohnt über eine klassische Betrachtung „Lampe = Lichtquelle und Leuchte = komplette Einheit“ ausgewählt werden können, gleichzeitig aber alle Vorteile beim Einsatz von Halbleitern auf sich vereinen.
Die kompletten COB-LED-Module werden mit permanent weiterentwickelten Technologien und Materialien produziert und regelmäßigen Praxistests unterzogen. Die Lebensdauer, Lichtausbeute, Kelvin- und Temperaturstabilität sowie die Farbwiedergabe werden somit ständig überprüft, weiterentwickelt und optimiert.
LowTemp-COB
Bei den LemTec® COB-LED-Modulen ab Type 5009 2.0 handelt es sich um sogenannte LowTemp-Module. Hohe thermische Widerstände führen zu einer Erhöhung der Sperrschichttemperatur in der LED und damit zu einer Abnahme der Effizienz. Durch konsequente technische Weiterentwicklung konnte bei den COB-Modulen der thermische Widerstand (Rth) deutlich gesenkt werden. So bescheinigt eine thermische Impedanzmessung, durchgeführt von einer renommierten Universität, der neuen Baureihe Rth-Werte im Bereich von 0,5 K/W bis 0,6 K/W. Im Markt befindliche LED-Techniken hingegen weisen in der Regel thermische Widerstände im hohen 1-stelligen und oftmals auch 2-stelligen Bereich auf.
Aufgrund des geringen thermischen Widerstandes und den damit einhergehenden verbesserten Wärmeleiteigenschaften ergibt sich ein deutlich effizienterer Wärmeabtransport, was für den Einsatz der COB-Module eine besser kontrollierbare Temperatur des Boards (LED-Modul) bedeutet. Bei passendem/optimiertem Leuchtendesign ergeben sich dadurch niedrigere Betriebstemperaturen der LEDs was, wie allgemein bekannt, die Lebenserwartung einer LED deutlich verlängert und die photometrischen Eigenschaften, wie z. B. die Farbstabilität, positiv beeinflusst.
Der Zusatz LowTemp wird meist in der Kombination mit der performance Temperatur (Tp) des COB-LED-Moduls im verbauten Zustand innerhalb einer Leuchte ausgewiesen. So ist es dem Betrachter möglich, bei der von ihm ausgewählten Leuchte Rückschlüsse auf die Betriebstemperatur der LED zu ziehen. Insgesamt lässt sich die Qualität des Temperaturmanagements (thermischer Pfad) grob einordnen und – sofern angegeben – leuchten- und herstellerübergreifend bewerten.
Eine der Vorgaben an unsere Entwickler ist es, dass der Tp-Wert von verbauten COB-Modulen ohne elektronische Helfer wie Temperaturbegrenzer, Stromregulierung etc. – also durch rein passive Kühlung – im Normalbetrieb (Ta 25°C) deutlich unter 60°C liegen muss und im Betrieb bei Maximaltemperatur (je nach Leuchtentype Ta max. 55°…65°C) 95°C nicht überschreiten darf.
Den Tp-Wert (performance Temperatur) und den realen Lichtstrom finden Sie in den Datenblättern unter Bezugnahme auf eine Umgebungstemperatur von Ta 25°C.
Auf Nachfrage geben wir Ihnen gerne auch die entsprechenden Werte für andere Umgebungstemperaturen durch, denn schließlich sind 40°…+65°C mit LemTec® Leuchten technisch möglich.
Kompaktes COB-LED Know-how
COB = Chip-on-Board
COB ist eine Technologie zur Bestückung von LED-Lichtquellen. Mehrere LED-Chips werden so auf eine Trägerplatte/Board aufgebracht, dass sie als eine gesamte Lichtquelle betrieben werden können. Durch den kurzen, hervorragenden Wärmeübergang können viele LED-Chips auf engstem Raum untergebracht werden und erzeugen kollektiv hohe Lichtströme – für eine gleichmäßig leuchtende Fläche mit hoher Leuchtdichte.
COB-Aufbau
COBs bestehen, im Gegensatz zu SMD-LEDs mit einem einzelnen oder maximal zwei LED-Chips, aus einer Multichip-Anordnung, bei der viele einzelne Low-Power-LED-Chips in Serie und parallel geschaltet sind. Außerdem entfällt das vor allem bei SMD-LEDs übliche Gehäuse. Daraus resultieren ein vergleichsweise geringer thermischer Widerstand und eine hohe Effizienz.
Einzel-LED vs. COB-LED
Im Vergleich zu Einzel-LEDs wie High-Power-LEDs oder Mid-Power-LEDs zeichnen sich COBs durch ihre wesentlich höheren Lichtströme, entsprechend höhere elektrische Betriebsparameter sowie durch größere Emissionsflächen aus. Sie lassen sich, ebenso wie traditionelle Lichtquellen, optimal mit sekundären Optiken/Reflektoren kombinieren. Deshalb werden COB-LEDs insbesondere dort eingesetzt, wo eine einzelne LED-Lichtquelle erforderlich ist.
Optische COB-Eigenschaften
Einzel-LED-Komponenten, die auf einer gemeinsamen Platine montiert sind, erzeugen keine homogene Emission, sondern optische Hot-Spots. Das lässt sich durch den Einsatz von Diffusoren verbessern, aber nur mit Lichtstromverlusten. COB-LEDs hingegen weisen eine nach außen hin singuläre Emissionsfläche auf und gewährleisten so eine homogene Intensitätsverteilung. Hierdurch lässt sich ein wesentlich einfacheres Design realisieren und traditionelle Lichtverteilungen werden nahezu optimal nachgebildet.
Thermische COB-Eigenschaften
Standard-LEDs im Gehäuse weisen einen hohen thermischen Widerstand von 20 bis 200 K/W auf. High-Power-LEDs auf Keramiksubstrat immerhin noch 6 bis 12 K/W. COBs hingegen nur ca. 2 K/W, weil die Chips ohne „Zwischenmaterialien“ oder den Umweg über ein Gehäuse direkt auf das Board aufgebracht werden. Das Ergebnis: Ein erheblich reduzierter thermischer Widerstand der gesamten Chip-Anordnung, eine geringere Chip-Temperatur und somit eine höhere Lebensdauer der COB-LEDs. Hierdurch lässt sich ein wesentlich einfacheres Design realisieren und traditionelle Lichtverteilungen werden nahezu optimal nachgebildet.
Gerichtetes Licht mit einer COB
Der typische Aufbau einer COB-basierten Leuchte: Das COB wird direkt oder mit einem kompatiblen Halter montiert, der neben der mechanischen Aufnahme den elektrischen Anschluss gewährleistet. Die Rückseite des COBs wird thermisch mittels Wärmeleitpaste oder Wärmeleitfolie direkt im Leuchtengehäuse verbaut, welches gleichzeitig als Kühlkörper fungiert und die Wärme/Verlustleistung abführt. Der vom COB emittierte Lichtstrom wird im Reflektor gebündelt, dessen Form den Abmaßen der lichtemittierenden Fläche (LES) angepasst ist, um so den bestmöglichen Wirkungsgrad zu erzielen.
