LED 칩 이해하기: 현대 조명 기술의 핵심.

광고판, 디스플레이 패널, 스마트 램프 등 모든 LED 전자 시스템은 하나의 핵심 부품, 즉 LED 칩에 의존합니다. 이 미세한 반도체는 전류를 가시광선으로 변환하여 LED 제품의 밝기, 효율, 그리고 신뢰성을 결정합니다.

두 가지 주요 LED 칩 기술인 COB(칩 온 보드)와 SMD(표면 실장 소자)가 LED 산업을 주도하고 있습니다. 두 기술의 구조, 성능, 그리고 차이점을 이해하면 정밀 조명이든 고화질 디스플레이든 LED 전자 애플리케이션에 적합한 기술을 선택하는 데 도움이 됩니다.

LED 전자 시스템의 LED 칩은 무엇입니까?

모든 LED 전자 회로의 핵심은 LED 칩입니다. LED 칩은 전계 발광을 통해 빛을 생성하는 반도체 광원입니다. 칩의 효율은 얼마나 많은 전기 에너지가 열 대신 빛으로 변환되는지를 결정하며, 이는 에너지 소비와 수명에 영향을 미칩니다.

LED 칩은 질화갈륨(GaN)이나 알루미늄갈륨인듐인화물(AGaInP)과 같은 화합물 반도체로 구성됩니다. 전압이 칩을 통과하면 전자가 pn 접합의 정공과 재결합하여 광자를 방출합니다. 방출되는 파장은 LED의 색상을 결정하며, 형광체 코팅은 일반 조명을 위한 백색광을 생성합니다.

SMD LED 칩: 전자제품의 LED를 위한 다재다능하고 견고한 구성 요소입니다.

SMD(표면실장소자) LED 칩은 인쇄 회로 기판(PCB)에 직접 장착됩니다. 유연성, 컴팩트한 디자인, 그리고 높은 발광 효율 덕분에 LED 조명 및 전광판에 가장 널리 사용되는 기술 중 하나입니다.

가장 일반적인 유형으로는 SMD 2835, 3528, 5050, 5630이 있으며, 각 숫자는 밀리미터 단위의 칩 크기에 해당합니다.

기술적 특성:

• 광효율: 160-220 lm/W
• 빔 각도: 120° – 160°
• 케이싱: 금 와이어 본딩이 있는 에폭시 수지.
• 전력: 0.2 – 1.0W(일반)

장점:

• 가볍고 자동 조립이 가능합니다.
• 다채로운 LED 전자 디스플레이를 위한 간편한 RGB 구성.
• 넓은 조명 범위

단점:

• 고밀도 레이아웃에서는 접합 온도가 더 높습니다.
• 균일한 조명 곡률을 위해 확산기가 필요합니다.

응용 프로그램:

• LED 스트립 및 튜브
• 픽셀 기반 LED 스크린 및 스코어보드
• 실내 환경과 상업용 조명을 위한 LED 전자 간판입니다.

COB LED 칩: LED용 컴팩트 파우더

COB(Chips on Board) 기술은 여러 개의 LED 칩을 단일 기판에 집적하여 고밀도 발광 표면을 형성합니다. 이 구조는 방열을 개선하고 광 손실을 줄이며 더욱 균일한 조도를 제공하여 고출력 LED 전자 조명기구에 이상적입니다.

기술적 특성:

• 광효율: 120-180 lm/W
• 균일한 빛 방출, 최소한의 음영.
• 낮은 열 저항(RØ < 2° C/W 일반)
• 고전류 작동에 적합합니다.

장점:

• 뛰어난 열전도성으로 긴 서비스 수명을 보장합니다.
• 소형 조명기구에 적합한 높은 루멘 밀도.
• 눈부심이 감소하고 광학적 제어가 개선되었습니다.

단점:

• 제한된 RGB 사용자 정의
• 정밀한 열 관리와 드라이버 제어가 필요합니다.

응용 프로그램:

• 가로등 및 터널 조명
• 반사경과 스포트라이트
• 산업용 전자 LED 모듈.

COB 대 SMD: LED 전자 시스템의 기술 비교

전자 집적 및 회로 설계

최신 LED 전자 시스템에서 LED 칩은 드라이버, 저항기, 열 관리 부품과 통합되어 있습니다. 주요 설계 고려 사항은 다음과 같습니다.

• 정전류 드라이버: 이들은 칩의 과부하를 방지하기 위해 안정적인 전류를 유지합니다.
• 인쇄 회로 기판(PCB): 금속 코어가 있는 회로 기판은 COB LED의 방열을 개선합니다.
• 방열판 및 발열 패드: 고전력 설정에 필수적입니다.
• 광학 렌즈: 그들은 빔 모양과 밝기 균일성을 제어합니다.

LD 회로의 전기적 및 열적 균형은 칩 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 60°C에서 작동하는 SMD 모듈은 25°C에서 작동하는 동일한 칩에 비해 발광량이 감소합니다.

재료 및 제조

LED 칩의 효율은 에피택셜 성장 및 봉지 기술의 개선에 달려 있습니다. 일반적인 재료는 다음과 같습니다.

• 기질: 사파이어 또는 실리콘 카바이드(SiC)
• 에피택시 방법: 금속 유기 화학 기상 증착(MOCVD)
• 캡슐화: 환경 보호를 위해 실리콘이나 에폭시를 사용합니다.
• 인광체 코팅일반 조명용으로 파란색 빛을 흰색 빛으로 변환합니다.

Cree, Nichia, Osram, Epistar 등 선도적인 전자 LED 제조업체는 칩 구조를 지속적으로 개선하여 와트당 루멘 출력을 높이고 열 안정성을 개선하고 있습니다.

LED 디스플레이와 전자 패널에 사용됩니다.

LED 전자 패널에서는 수천 개의 SMD 또는 COB 칩이 RGB 픽셀을 형성합니다. 각 픽셀은 빨간색, 초록색, 파란색의 세 가지 서브칩으로 구성되어 있으며, 이 서브칩들이 빛을 혼합하여 수백만 가지 색상을 생성합니다.

• SMD 스크린: 이 제품은 더 미세한 픽셀 간격(최소 P 0.9)과 더 넓은 시야각을 제공합니다.
• COB 스크린: 이 제품은 먼지, 습기, 충격으로부터 더 잘 보호해주므로 야외 사용이나 임대에 적합합니다.

주요 제조업체들은 이제 내구성과 전류 분배를 높이기 위해 와이어 연결을 제거하는 마이크로칩 COB LED를 개발하고 있습니다. 이는 제어실과 방송 스튜디오에서 사용되는 마이크로스텝 LED 비디오 월에 이상적입니다.

LED 칩과 전자 LED 개발의 미래 동향.

반도체 공정 기술의 발전으로 에너지 효율이 향상되고 소형화는 줄어든 차세대 LED 전자 칩이 개발되고 있습니다. 몇 가지 추세는 다음과 같습니다.

• 마이크로 및 미니 LED: 미세 피치 디스플레이에 뛰어난 해상도를 제공하는 소형 다이오드입니다.
• 양자점 변환층LED 화면의 색상 재현성을 향상시킵니다.
• GaN-on-GaN 기판: 이를 통해 현재 관리와 효율성이 향상됩니다.
• LED의 지능형 전자 통합IoT 제어와 LED를 결합하여 적응형 조명 시스템을 구현합니다.

LED 칩과 전자 LED 개발의 미래 동향.

반도체 공정 기술의 발전으로 에너지 효율이 향상되고 소형화는 줄어든 차세대 LED 전자 칩이 개발되고 있습니다. 몇 가지 추세는 다음과 같습니다.

• 마이크로 및 미니 LED: 미세 피치 디스플레이에 뛰어난 해상도를 제공하는 소형 다이오드입니다.
• 양자점 변환층LED 화면의 색상 재현성을 향상시킵니다.
• GaN-on-GaN 기판: 이를 통해 현재 관리와 효율성이 향상됩니다.
• LED의 지능형 전자 통합IoT 제어와 LED를 결합하여 적응형 조명 시스템을 구현합니다.

LED 전자 프로젝트에 적합한 LED 칩을 선택하는 방법

LED에서 전자적으로 사용하기 위해 COB와 SMD 중에서 선택할 때 다음 사항을 고려하세요.

• 밝기 요구 사항: 고강도를 위한 COB, 유연하고 다채로운 디자인을 위한 SMD.
• 열 조건: COB는 향상된 열 관리로 더 높은 온도를 지원합니다.
• 화면 해상도: SMD는 미세하게 간격을 둔 픽셀과 동적 색상 제어에 적합합니다.
• 환경: COB는 실외 설치 및 습도가 높은 환경에 더 큰 보호 기능을 제공합니다.