COB LED

ここではCOB(チップオンボード)タイプのLEDについて説明します。

COBとは「Chip On Board(チップオンボード)」の略語で、基板の上にチップが載っている構造という意味で、LEDのパッケージタイプの一つです。

COB LEDは、通常は四角い基板の隅に電極が配置されて、中央に円形の発光部がある形状をしています。

絵で描くと、このような断面構造をしています。

COB structure

蛍光体が無い状態の内部の様子はこちら。たくさんの青色チップが基板の上に載っていて、それぞれが細い線で繋がれていることが分かります。

COB 構造

COBのメリットは、

  1.発光密度の高い高出力光を出せる   2.チップが基板に直接搭載されているので放熱性が高い   3.駆動電圧を調整できる   4.発光面の形状を用途に併せて変えられる   5.発光色の制御性に優れる   6.複数色の発光でも混色が容易

などが挙げられます。

それぞれ詳しく説明すると、

1. 発光密度の高い高出力光を出せる

当社のCOBの一例では直径8.7mmの樹脂領域を12ワットで駆動させることができ、1600lm以上の光を出すことができます。

ところが一般の表面実装タイプのLEDを使うと、例えば3030サイズであれば、直径8.7mmには3つしか搭載できない。仮にそれぞれ1ワットで駆動させたとしても、3ワットとなり、得られる光束の違いは圧倒的に違う。

COB SMD
COBの発光面上に3030サイズを重ねてみた図
2.チップが基板に直接搭載されているので放熱性が高い

COBのLEDチップは基板に直接実装されています。

COBにはセラミック基板とアルミ基板が主に使用されますが、どちらも熱に強く、放熱性に優れた材料なので、LEDチップで発生した熱(入力した電力の全てが光に変わるのではなく、約半分は熱に変わっています)を効果的にヒートシンクに拡散させるという役割を持っています。

特に当社が使用する国産セラミック基板は、COBで10年以上の実績を備え、優れた安定性を誇っています。

3.駆動電圧を調整できる

断面構造の図でお見せしたように、LEDチップはそれぞれ金線で繋がっています。

LEDチップを金線でつなぎ、何個直列にするか?ということで、LEDチップの直列数x約3Vの電圧が得られます。(当社では、9V,15V,18V,36Vが多いです)

使用の電源によって、必要な電流と電圧の値があるのですが、COBであれば金線のつなぎ方を変えるだけで、柔軟な対応を行うことが可能です。

4.発光面の形状を用途に併せて変えられる

一般的にCOBの外形形状は、12×15・19×19・28×28(mm)で、発光面は円形となります。

ただし、使用する用途によっては、ハイパワーの光を矩形の形状で出したいなどの要望もあります。その他、色々な発光の形状が考えられます。

当社では、発光面の幅2.2mm(長さ約7mm)という細長い形状も量産実績としてあり、様々な形状に対応できます。(特別に基板を準備する必要があります)

5.発光色の制御性に優れる

LEDは、青色LEDと蛍光体の組合せで様々な色を作ることができます。

Colored COB

一般的に白色光に調整されることが多いのですが、1デバイスあたりの蛍光体の量を細かく制御することで、色度点のバラツキを抑えることができます。

実際に当社のデバイスの一例ですが、Step1.5のバラツキレベルで生産しているモデルもあります。

Color distribution
量産色度(x,y)分布の例

ポイントなのは、COBでは仕様の枠よりも実際には色のバラツキを狭くして生産することもかのうであって、発光色のまとまりが良いということです。

表面実装タイプは、比較的大きな色バラツキの中からビニングで切って出荷しますので、出荷内でも枠の端と端が一定量混在している可能性があります。

6.複数色の発光でも混色が容易

さらに、当社は特許化した調色制御技術により、ZG2やZG6シリーズのように、電球色と白色の蛍光体樹脂を正確に塗り分け、色を制御することができるCOBデバイスを多く作っています。

Tunable COB

狭い発光エリアに複数の色がまとまっていることで、レンズなどの光学系を通した光で色割れが発生することを抑えることができ、2種類の表面実装タイプを並べるのと比較して混色性に優れたLEDソリューションです。

用途や電源に合ったCOBをお作り致します。

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