Was sind COB -LEDs in der Beleuchtung?

Wussten Sie, dass COB-Lampen beeindruckende 80 Lumen pro Watt erzeugen können? Damit sind sie eine der wirtschaftlichsten Beleuchtungslösungen, die Sie heute finden können.

COB-Leuchten sind zur ersten Wahl im professionellen Bühnenbeleuchtung, Fotografie, Arbeitsbeleuchtung, Außeninstallationen und Gewerbeflächen. Der breitere Abstrahlwinkel beleuchtet größere Bereiche gleichmäßig, was diese Leuchten perfekt für Werkstätten und Baustellen macht.

Was bedeutet COB bei LED-Beleuchtung?

COB steht für Chip an Bord - eine bahnbrechende LED-Verpackungsmethode, bei der mehrere LED-Chips direkt auf einem Substrat montiert werden, um ein einzelnes Modul zu erzeugen. Die Technologie unterscheidet sich von herkömmlichen LEDs durch die Platzierung vieler winziger Halbleiterchips dicht beieinander. Dadurch entsteht der Eindruck einer einheitlichen Lichtquelle anstelle einzelner Dioden.

Kernkomponenten von COB-LEDs

COB-LEDs werden hergestellt, indem mehrere nackte LED-Chips direkt auf ein thermisch effizientes Substrat geklebt werden – üblicherweise aus Materialien wie Aluminium, Keramik, Siliziumkarbid oder Saphir.

Diese Chips funktionieren gemeinsam als ein einziges Beleuchtungsmodul und teilen sich einen einheitlichen Schaltkreis mit nur zwei elektrischen Kontakten, was das Design vereinfacht und den Platzbedarf minimiert.

Diese integrierte Konfiguration sorgt für eine außergewöhnlich gleichmäßige Lichtleistung und erhöht die Lumendichte deutlich. Das Substrat erfüllt einen doppelten Zweck: Es bietet mechanischen Halt und fungiert als effektiver Kühlkörper zur Ableitung der Wärmeenergie.

Dank dieser Konstruktion erreichen Hochleistungs-COB-LEDs Lichtausbeuten von über 150 Lumen pro Watt und eignen sich daher ideal für anspruchsvolle Beleuchtungsanwendungen.

Historische Entwicklung der COB-Technologie

Der Aufstieg der COB-Technologie markiert einen wichtigen Meilenstein in der Geschichte der LED-Beleuchtung. Texas Instruments war Pionier dieses Fertigungsverfahrens in der Chiptechnologie und gehörte zu den ersten Unternehmen, die es in der Großserienproduktion einsetzten. Nichia in Japan entwickelte die ursprünglichen LEDs für die COB-Herstellung.

Hersteller haben die COB-Technologie entwickelt, um Probleme mit älteren LED-Formaten wie Dual In-Line Package (TAUCHEN) und Surface-Mounted Device (SMD) LEDs. Die kommerzielle Einführung hat seit 2016 an Fahrt aufgenommen und viele Hersteller investieren inzwischen stark in Forschungs- und Produktionsanlagen.

Wie werden COB-LEDs hergestellt?

Die Herstellung von COB-LEDs umfasst eine Reihe streng kontrollierter Schritte, die die thermische Effizienz und optische Konsistenz sicherstellen sollen.

Der Prozess beginnt mit der Vorbereitung des Substrats – typischerweise einer Keramik-Leiterplatte, die für ihre hervorragende Wärmeleitfähigkeit bekannt ist. LED-Chips werden in gleichmäßigen Abständen auf einer temporären Klebefolie angeordnet. Dabei wird häufig eine Expansionsmaschine verwendet, um eine gleichmäßige Verteilung zu gewährleisten.

Ein Dosiersystem trägt leitfähige Silberpaste auf die Bondpads des Substrats auf. Mithilfe von Die-Bondern platzieren Techniker die unbestückten LED-Chips präzise auf diesen Pads. Anschließend wird die Baugruppe einem Reflow- oder Wärmehärtungsprozess unterzogen, um die Verbindung zwischen den Chips und dem Substrat zu festigen.

Anschließend werden die elektrischen Verbindungen mittels Drahtbonden hergestellt, typischerweise mit Gold- oder Aluminiumdrähten. Alternativ können moderne COB-Module auch Flip-Chip-Bonding verwenden, wodurch direkte Pad-zu-Pad-Verbindungen entstehen, die die Zuverlässigkeit und die thermische Leistung verbessern.

Abschließend wird die Baugruppe zum Schutz der LEDs mit Schutzmaterialien umhüllt, gefolgt von strengen optischen und elektrischen Tests zur Bestätigung von Leistung und Qualität.

Schlüsselfaktoren von COB-Lichtquellen

COB-LEDs liefern trotz ihrer kompakten Größe eine außergewöhnliche Leistung und zeichnen sich durch hervorragende technische Leistungskennzahlen aus. Werfen wir einen Blick auf die wichtigsten Spezifikationen, die diese Beleuchtungslösungen für den professionellen Einsatz so herausragend machen.

Lichtausbeute

COB-LEDs weisen eine überlegene Lichtausbeute im Vergleich zu herkömmlichen Beleuchtungstechnologien, hauptsächlich aufgrund ihrer kompakten Architektur und des effizienten Wärmemanagements. Standard-COB-Leuchten liefern unter allgemeinen Bedingungen typischerweise eine Lichtausbeute im Bereich von 80 bis 120 Lumen pro Watt (lm/W).

Hochleistungsmodelle erreichen über 150 lm/W bei einer Farbtemperatur von 3000K mit einem Farbwiedergabeindex (CRI) über 80 und eignen sich daher für hochwertige Innenbeleuchtung. Bei Optimierung für Außen- oder Industrieanwendungen können fortschrittliche COB-Designs mit 6500 K und einem CRI von 70 Wirkungsgrade von bis zu 170 lm/W erreichen.

Insbesondere COB-LEDs der sechsten Generation haben diese Grenzen noch weiter verschoben. Bestimmte Modelle weisen eine Lichtausbeute von über 184 lm/W auf, gemessen bei einer Sperrschichttemperatur von 85 °C. Dies spiegelt die realen Betriebsbedingungen genauer wider als Labortests bei Raumtemperatur.

Farbwiedergabeindex

Der Farbwiedergabeindex (CRI) ist ein wichtiges Maß dafür, wie genau eine Lichtquelle die Farben von Objekten im Vergleich zu natürlichem Licht wiedergibt. COB-LEDs sind so konstruiert, dass sie in einem breiten Anwendungsspektrum einen stabilen und hohen CRI-Wert bieten. Standard-COB-Module erreichen typischerweise CRI-Werte zwischen 80 und 90, was für die meisten gewerblichen und privaten Umgebungen geeignet ist, in denen Farbtreue wichtig ist.

Für anspruchsvolle Anwendungen – wie etwa im Einzelhandel, in Kunstgalerien oder im medizinischen Bereich – sind COB-LEDs in Varianten mit hohem CRI (90+ oder sogar 95+) erhältlich, die eine verbesserte Farbgenauigkeit und Sehkomfort gewährleisten.

Während höhere CRI-Werte die Lichtausbeute leicht reduzieren können, haben Fortschritte in der Phosphortechnologie und der Wärmekontrolle diesen Kompromiss bei modernen COB-Designs deutlich minimiert.

Darüber hinaus bieten COB-Pakete eine konstante CRI-Leistung über die Zeit und unter thermischer Belastung, was sie zur bevorzugten Wahl in Umgebungen macht, in denen Farbstabilität von entscheidender Bedeutung ist.

Stromverbrauchs- und Wärmemanagementsysteme

Während COB-LEDs eine hohe Lichtausbeute pro Watt aufweisen, wird ein erheblicher Teil der elektrischen Energie – bis zu 80 % – werden immer noch in Wärme umgewandeltOhne eine ordnungsgemäße Wärmeregulierung können die Sperrschichttemperaturen 250 °C, was den Lumenverlust beschleunigt und zu einem frühen Systemausfall führen kann.

Um dies zu mildern, implementieren Hersteller robuste Wärmemanagementlösungen.

• Bei der passiven Kühlung kommen typischerweise Aluminiumkühlkörper mit einer Wärmeleitfähigkeit von bis zu 227 W/m·K zum Einsatz, die eine zuverlässige Ableitung für Standardanwendungen gewährleisten.
• Für Hochleistungs- oder geschlossene Leuchten, Aktive Kühlsysteme wie Flüssigkeitskühlmodule und synthetische Jet-Technologien werden eingesetzt, um sichere Betriebstemperaturen aufrechtzuerhalten und eine langfristige Leistungsstabilität zu gewährleisten.

Aspekt	Passive Kühlung	Aktive Kühlung
Beschreibung	Nutzt natürliche Konvektion und Leitung zur Wärmeableitung.	Verwendet mechanische oder forcierte Methoden zur Verbesserung der Wärmeabfuhr.
Materialien	Kühlkörper aus Aluminium oder Kupfer (200–400 W/m·K).	Lüfter, Flüssigkeitskühlsysteme, Synthetic-Jet-Technologie.
Anwendungen	Allgemeinbeleuchtung, Freiluftinstallationen, LED-Strahler.	Hochleistungsleuchten, geschlossene Umgebungen, Industrie- oder Bühnenbeleuchtung.
Vorteile	Kostengünstig, wartungsfrei, geräuschlos und zuverlässig bei mittlerer Wärmebelastung.	Hohe Wärmekapazität, geeignet für kompakte oder hochwattige Setups.
Einschränkungen	Eingeschränkte Effizienz bei hoher Wärmebelastung oder beengten Platzverhältnissen.	Höhere Kosten, bewegliche Teile, mögliche Geräuschentwicklung, erfordert laufende Wartung.

Lebensdauermetriken

Hochwertige COB-LEDs halten 50.000 bis 100.000 Stunden. Das bedeutet, dass sie bei täglich achtstündiger Nutzung 17 Jahre oder bei 24/7-Betrieb 5-6 Jahre lang leuchten. Dank fortschrittlichem Wärmemanagement und zuverlässigem Schaltungsdesign bleiben COB-LEDs auch über lange Zeiträume konstant leistungsstark.

Erweiterte Anwendungen von COB-LEDs

COB-Leuchten haben sich aufgrund ihrer einzigartigen technischen Vorteile schneller in verschiedenen professionellen Bereichen durchgesetzt. Diese Leuchten erzeugen eine intensive Lichtleistung und ein gleichmäßiges Strahlmuster, wodurch sie sich ideal für Spezialanwendungen eignen, bei denen herkömmliche Beleuchtung nicht ausreicht.

Bühnenbeleuchtung - PAR, Blinder Lights

Nutzung von Theater- und Konzertsälen COB PAR-Scheinwerfer um gleichmäßige, superhelle Hybrid-Whitewash-Strahlen zu projizieren, die sich hervorragend für große Stadien und Veranstaltungsräume eignen. Moderne COB-Blinder-Leuchten erzeugen intensives Licht mit integrierten Dimmprogrammen und DMX-Steuerung Modi, die eine präzise Steuerung ermöglichen.

Bühnenbeleuchtungsexperten schätzen diese Technologie, da sie geräuschlos arbeitet – insbesondere bei ruhigen Aufführungen. Viele Scheinwerfer sind mit temperaturerkennenden Lüftern ausgestattet, die unter 58 °C geräuschlos arbeiten.

Betopper LC500 COB Blinderlicht

Der Betopper Der LC500 ist ein leistungsstarker und vielseitiger COB-LED-Blinder für anspruchsvolle Bühnenumgebungen. Mit herausragender Helligkeit, Farbtreue und flexiblen Steuerungsmöglichkeiten bietet er sowohl Wirkung als auch Zuverlässigkeit für professionelle Beleuchtungsaufbauten.

Hauptmerkmale:

✅Hohe Leistung: Ausgestattet mit vier 100-W-COB-LEDs liefert der LC500 bis zu 13.000 Lumen intensives, gleichmäßiges Licht und ist daher äußerst effektiv für große Veranstaltungsorte und dynamische Bühneneffekte.

✅Hohe Farbgenauigkeit: Mit einem CRI-Wert von 95 und höher gewährleistet es eine originalgetreue Farbwiedergabe – unerlässlich für Darsteller, Kostüme und Sendeumgebungen.

✅Vielseitig einsetzbar: Funktioniert als Blinder, Flutlicht oder Publikumslicht, mit mehreren DMX-Modi und flexiblem Abstrahlwinkel zur Anpassung an eine Vielzahl von Beleuchtungsaufbauten.

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Kommerzielle Beleuchtung

COB-LEDs sind dank ihrer konzentrierten, gleichmäßigen Lichtleistung und präzisen optischen Steuerung in gewerblichen Umgebungen äußerst effektiv. Ihre kompakte Multidioden-Architektur ermöglicht enge Abstrahlwinkel, insbesondere in Kombination mit hocheffizienten Reflektoren.

Dadurch eignen sich COB-Leuchten ideal für Räume mit hohen Decken wie Einkaufszentren, Flughäfen und Atrien, in denen gerichtete Beleuchtung effektiver ist als das diffuse Leuchten typischer SMD-Systeme.

Industrielle Beleuchtung

In industriellen Anwendungen bieten COB-LEDs Langlebigkeit und hohe Lichtleistung in einem kompakten Formfaktor. Hochleistungsmodelle reichen typischerweise von 100W bis 500W, mit einer Lichtausbeute von bis zu 170 lm/W in optimierten Systemen.

Diese Eigenschaften unterstützen anspruchsvolle Umgebungen wie Lagerhallen, Produktionshallen und Logistikzentren, in denen eine gleichmäßige Beleuchtung, eine lange Betriebslebensdauer und ein effizientes Wärmemanagement für die Betriebssicherheit und Produktivität von entscheidender Bedeutung sind.

Smart Home Beleuchtung

COB-LEDs werden zunehmend in Smart-Home-Ökosysteme integriert und bieten sowohl ästhetische Flexibilität als auch technische Effizienz. Ihre kompakte Form und hohe Lumendichte ermöglichen es Leuchtendesignern, schlanke, moderne Profile zu erstellen, die sich nahtlos in intelligente Lichtsteuerungen integrieren lassen.

In Kombination mit einstellbaren Treibern können COB-Module einstellbare Farbtemperaturen unterstützen (e.g., 2700 K–6500 K) und Dimmfunktionen, die für personalisierte Umgebungseinstellungen unerlässlich sind.

Darüber hinaus sind COB-basierte Smart-Leuchten mit den Protokollen Zigbee, Wi-Fi und Bluetooth kompatibel und ermöglichen Fernsteuerung, Planung und Automatisierung über Apps oder Sprachassistenten.

Ihre Dank ihrer stabilen Farbwiedergabe und langen Lebensdauer eignen sie sich ideal für Räume wie Wohnzimmer, Küchen und Home-Offices, in denen Sehkomfort und Energieeffizienz Hand in Hand gehen müssen. Mit der Weiterentwicklung der Heimautomatisierung etablieren sich COB-LEDs als zentrale Beleuchtungslösung für das vernetzte Wohnen.

Abschluss

COB-LEDs verändern das Lichtdesign durch hohe Effizienz, kompakte Form und intelligente Anpassungsfähigkeit und ebnen den Weg für sensorintegrierte und KI-reaktive Beleuchtungslösungen der nächsten Generation.

FAQs zu COB-Leuchten

1. Was ist der Nachteil von COB-Licht?

COB-Leuchten sind in der Anschaffung teurer und schwieriger zu reparieren, da der Ausfall einer einzelnen Diode oft das gesamte Modul beeinträchtigt. Sie können außerdem Blendung verursachen, bei Modellen der unteren Preisklasse Probleme mit der Dimmfunktion haben und benötigen für eine gleichbleibende Leistung eine stabile Spannung.

2. Werden COB-LED-Leuchten heiß?

Ja, COB-LEDs erzeugen aufgrund ihrer hohen Chipdichte erhebliche Wärme und arbeiten oft zwischen 60 °C und 90 °C. Geeignete Kühlkörper und aktive Kühlsysteme sind unerlässlich, insbesondere bei Hochleistungs- oder geschlossenen Installationen.

3. Warum sind COB-LEDs gelb?

COB-LEDs erscheinen im ausgeschalteten Zustand gelb. Dies liegt an einer Phosphorbeschichtung, die blaues LED-Licht in weißes umwandelt. Diese Schicht, oft aus Ce:YAG, sorgt für eine ausgewogene, natürliche Beleuchtung im eingeschalteten Zustand der LED.