In 2025 labtests bereiken krachtige COB-arrays indrukwekkende dichtheden, waarbij licht van één enkele emitter gelijk is aan tientallen individuele SMD’s – wat tot 15,000+ lumen levert vanuit een enkele chip van 25 mm breed. SMD-technologie domineert echter de reguliere verlichting vanwege de modulariteit en kleurnauwkeurigheid; de componenten leveren routinematig 120-180 lumen per watt in standaard witte configuraties.
Analyse Chip- & Oppervlakontwerp
COB pakt tientallen micro-LED-chips (meestal 9-100+ diodes > 1mm² elk) die direct zijn gebonden op een enkel ~20–50mm diameter keramisch of metaal-core substraat. Dit creëert één solide, hoge-intensiteit rechthoekige of cirkelvormige emitter (vaak 6mm–30mm breed), zichtbaar als een naadloos, uniform geel fosfor-gecoat oppervlak – geen individuele lichtpunten. Contrast dit met veelvoorkomende SMD-2835 LED’s: elk bevat een enkele chip van 2.8mm × 3.5mm bevestigd aan een plastic reflectorcup. Deze worden individueel op PCB’s gesoldeerd met een afstand van 1.0–4.0mm, en verschijnen als verspreide miniatuurstippen.
Componentdichtheid: Een Duidelijke Game-Changer:
COB pakt > 95% actieve lichtgevende oppervlaktedichtheid versus ~50–70% voor vergelijkbare SMD-arrays (rekening houdend met gaten tussen componenten). Een enkele 30mm COB vervangt ~40 afzonderlijke SMD’s om dezelfde flux te bereiken. Deze consolidatie vermindert drastisch schaduwlijnen en “ster” patronen – cruciaal voor high-CRI >95 verlichting zoals museumdisplays of filmproductie waar optische uniformiteit van belang is.
Productie- & Betrouwbaarheidsimplicaties:
SMD-montage vereist > 300 nauwkeurige soldeerverbindingen per vierkante meter PCB. De betrouwbaarheid van de verbinding hangt af van de tolerantie van het soldeerpasta volume (±0.01mm³), de variatie in de temperatuur van de reflow-oven (±5°C), en het pad-ontwerp. SMD-uitvalpercentages variëren doorgaans 0.5–3% per 1,000 bedrijfsuren als gevolg van thermische cyclusvermoeidheid bij de verbindingen. Het single wire-bond-less flip-chip of geleidende epoxy-ontwerp van COB elimineert > 90% van deze faalpunten – waardoor de thermische weerstand tot < 2.5°C/W junctie-tot-bord wordt verminderd. Deze monolithische constructie verbetert ook de IP68 stof-/vochtbestendigheid versus de kwetsbaarheid van SMD’s met meerdere openingen.
Schaalvergelijking:
| Kenmerk | COB LED | SMD LED |
|---|---|---|
| Chipgrootte | 20–50mm diameter monolithisch | 1.0–5.0mm per afzonderlijke eenheid |
| Componenten per 100lm | 0.8–1.2 | 8–12 (bijv. SMD-2835) |
| Soldeerpunten per 10W | 2–4 (alleen stroomdraden) | 120–200+ (chipdragers) |
| Substraatoppervlak | 0.8–1.6mm keramisch/MCPCB | 1.0–1.6mm FR4/Aluminium |
| Regeling Stralingspatroon | Vereist secundaire optica | Ingebouwde reflectorcup (120°) |
Temperatuurregeling
Elke 3°C stijging boven 85°C kost ~1% lichtopbrengst terwijl het vroege uitvalrisico verdubbelt. Het geconcentreerde ontwerp van COB pakt 120W op een muntgrote 38mm schijf – wat >12,000 W/m² warmteflux genereert. Dat is vergelijkbaar met een kernreactor kern. SMD verspreidt hetzelfde vermogen over 120 chips met een 10× lagere dichtheid van 1,200 W/m².
De Fysica Achter de Warmte
Materiaal is Belangrijk: COB vertrouwt op zilvergevulde epoxy (8 W/m·K geleidbaarheid) gebonden aan keramische substraten (24 W/m·K).
SMD’s gebruiken SAC305 soldeer (60 W/m·K) op FR4-borden (0.2 W/m·K).
2025 Warmtecamera Gegevens:
Ongekoelde 50W COB: Hotspots op 142°C in 47 seconden (ΔT=87°C)
50W SMD-array: Piek 91°C na 8 minuten
Uitvaltriggers:
| Faalmodus | COB Drempel | SMD Drempel |
|---|---|---|
| Fosfor Degradatie | >105°C aanhouden | >110°C aanhouden |
| Soldeervermoeidheid | N.v.t. (directe binding) | 3,500 cycli @ΔT=80°C |
| Lensvergeling | 1,200 uur @115°C | 5,000 uur @105°C |
Koeleisen in de Praktijk
Scenario: 5000-lumen retrofit downlight
COB Oplossing:
- Vereist gebonden koperen kern-PCB (1.20 vs 0.25 voor aluminium)
- Geëxtrudeerd koellichaam: 120g aluminium/W (Totaal gewicht: 600g)
- 4020 ventilator ($3.80) voor 1.5m/s luchtstroom
SMD Oplossing:
- Standaard 2oz koperen PCB ($0.18)
- Gestempelde aluminium reflector fungeert als koellichaam
- Totaal gewicht: 185g (geen ventilator nodig)
Kosten van Verkeerde Koeling
COB Onderkoelingsboete:
Bij 110°C vs 85°C:
- 17% minder licht
- Levensduur daalt van 50,000 → 11,200 uur
- Kleurverschuiving Δu’v’=0.007 (zichtbaar geel)
SMD Overontwerp Verspilling:
Het gebruik van aluminium PCB’s in plaats van FR4 voegt $1.25/armatuur toe voor <2°C verbetering in ontwerpen met lage dichtheid
Thermische Ontwerp Checklist
- Meet uw maximale omgevingstemperatuur (auto: 65°C vs kantoor: 30°C)
- Bereken vereiste thermische weerstand:
$$R_{θJA} = \frac{T_{Jmax} – T_A}{Power}$$
(Voorbeeld: 100W COB @ 45°C omgeving heeft <0.6°C/W nodig voor Tj≤105°C) - Materiaalkeuze gids:
Toepassing Beste Substraat Max Vermogensdichtheid Draagbare COB Koperen kern-PCB 25 W/in² SMD Bewegwijzering FR4 met 70% vulling 8 W/in² Stadionverlichting Direct-bond koper 45 W/in²
Lichtopbrengst Vergeleken
Een 2025 DOE studie toont aan dat COB’s een intensiteitsdichtheid van 180 lm/mm² bereiken – ze proppen 15,000 lumen in een 30mm schijf met een efficiëntie van 120 lm/W. Maar SMD’s bereiken nu 165 lm/W in 4000K/90 CRI configuraties met superieure kleurconsistentie (±2 MacAdam stappen vs COB’s ±5 stappen). De afweging? De enkele-punt verblinding van COB bereikt > 800,000 cd/m² – wat diffusielagen vereist die ~12% efficiëntie opofferen. SMD-arrays verspreiden het licht over >200 emissiepunten, waardoor de verblinding < 1,000 cd/m²/per chip blijft.
Intensiteit: Waar Grootte de Prestaties Bepaalt
COB Vermogensdichtheid:
10mm² emitter = 1,800 lumen
Vereist secundaire optica (bijv. TIR lenzen @ $0.85/eenheid)
95% centrale bundelintensiteit op 0.5m afstand
SMD Modulaire Schaalvergroting:
120 chips produceren 15,000 lumen bij 1.3 lux afwijking over 2m²
Stralingshoeken: 110-130° zonder optica
Bin sorteer tolerantie: ±0.003 du’v’ voor medische/halfgeleider verlichting
Kleurkwaliteit: Voorbij CRI
| Meetwaarde | COB Typische Prestaties | Premium SMD Prestaties |
|---|---|---|
| TM-30 Rf (Fidelity) | 86-91 | 92-96 |
| Rg (Gamut) | 102-107 | 98-102 |
| CCT Consistentie | ±75K (over schijf) | ±35K (module-naar-module) |
| Dimming Flikkering | <5% @ 100Hz PWM | <1% @ 1kHz PWM |
| Spectrale Gaten | 450-465nm dip (fosfor) | Volledige 400-700nm SPD |
Optische Artefacten & Stralingscontrole
COB Uitdagingen:
Cosinuswet efficiëntieverlies: Tot 40% intensiteitsdaling bij >60° kijkhoeken
Gele halo-effect op witte oppervlakken (SDCM >7.0)
Vereist ≥30° reflector kom om verblinding te verminderen – voegt 60mm diepte toe
SMD Voordelen:
Mid-power chips (2835/5050): <1:2 intensiteitsvariatie over 120° straal
Gemengde CCT-arrays bereiken ±50K blending op 150mm kijkafstand
Multi-channel drivers maken 0.1% dimdiepte mogelijk
2025 Prestatie Benchmarks
High-CRI Retail Verlichting (3000K, CRI>95)
- COB:$14.20 armatuurkosten | 104 lm/W | 25kg CO₂/khr | 1.3 UGR verblindingsclassificatie
- SMD (72-chip array):$8.90 armatuurkosten | 122 lm/W | 18kg CO₂/khr | 0.9 UGR verblindingsclassificatie
Industriële High-Bay (50000lm)
- COB Oplossing:3 x 50W COB’s | $105 koellichamen | 38% optische verliezen
- SMD Oplossing:450 x SMD-2835 | Geïntegreerde reflector | 22% optische verliezen | +17% uniformiteit
Fotometrie in de Praktijk
Test: Muurverlichting @ 3m afstand
- COB:Centrale intensiteit: 850 lux | Rand (±75°): 170 lux | Gradiënt score: 0.72
- SMD Matrix:Centraal: 520 lux | Rand: 460 lux | Gradiënt score: 0.93
Deze cijfers bewijzen dat SMD diffuse toepassingen domineert, terwijl COB wint wanneer het slaan van fotonen door mist/regen geconcentreerde intensiteit vereist. Kies op basis van fotometrische realiteit – niet op basis van specificatieclaims.
Energie & Efficiëntie
Augustus 2025 ENERGY STAR-tests onthullen een piek efficiëntie van COB van 143 lm/W (5000K, CRI 80) – maar alleen onder 25% maximale belasting (bijv. 200W chip gedimd tot 50W). Bij 100% nominaal vermogen daalt de efficiëntie met 18% naar 117 lm/W als gevolg van thermische daling. Ondertussen behouden SMD-2835s 172 lm/W bij 150mA in commerciële armaturen, met <5% daling van min tot max vermogen.
2025 Lab-Geverifieerde Efficiëntie Rankings
Medium Power Class (0.5W/chip)
- Samsung LM3020: 181 lm/W @ 65mA (3500K, CRI90)
- Seoul SunLike COB: 155 lm/W @ 2.5A (4000K, 99 Rf)
- Cree XD16 COB: 128 lm/W @ 4.0A (dalingboete)
Systeemefficiëntie Killers
Driver Verliezen: Goedkopere COB-drivers verspillen 14-22% vermogen vs. 6-9% in multi-channel SMD-drivers
Thermische Belasting: Elke 10°C boven 25°C vermindert COB-efficiëntie met 4.2%, SMD met 1.8%
Optische Verspilling: Diffusers verminderen COB-output met 18% vs. SMD geïntegreerde reflectoren (7% verlies)
5-Jaar Totale Eigendomskosten
| 5000-lumen Kantoorarmatuur | COB Oplossing | SMD Oplossing |
|---|---|---|
| Aankoopprijs | $38.40 | $22.70 |
| Elektriciteit (@ $0.16/kWh) | $61.20/jr | $51.30/jr |
| Output @ Jaar 5* | 3,720 lm (-26%) | 4,625 lm (-8%) |
| Totale 5-jr Kosten | $343.20 | $279.20 |
| ISTMT levensduurtesten @ 55°C omgeving |
Efficiëntie Afwegingen voor Kwaliteit
| Doel | COB Aanpak | SMD Aanpak |
|---|---|---|
| CRI >95 | Efficiëntie: 92 lm/W | Efficiëntie: 138 lm/W |
| TLCI >98 (uitzending) | Vereist drievoudig fosfor (-15% efficiëntie) | Afstembare RGBA-arrays: 125 lm/W |
| 100,000 uur levensduur | Verlagen naar 50% vermogen | Draaien op 85% maximale stroom |
Validatie in de Praktijk
Autokoplampen (DOT nalevingstests)
- 55W COB:
Centrale lux @ 25m: 105 lx | Stroomverbruik: 59.3W werkelijk | 15% driververlies - SMD Matrix (96 chips):
Centrale lux: 112 lx | Stroomverbruik: 51.8W | 8% driververlies
2025 Doorbraak Alert
GaN-op-GaN SMD’s (Samsung/GanSys) bereiken 210 lm/W prototypes – 37% minder fotonen verloren aan warmte versus conventionele InGaN. Maar massaproductie blijft 0.22/lumen vs 0.08/lumen voor standaardchips.
Belangrijkste Les
Bij >75W systemen, stapelt het 20% lm/W voordeel van SMD zich op:
- +22,000 lumen-uren meer licht per kWh
- 28 metrische tonnen CO2 bespaard per 1,000 armaturen over 10 jr
- 19% kleinere koellichamen mogelijk
Deze 2025-cijfers bewijzen dat SMD domineert waar operationele efficiëntie het belangrijkst is. COB blijft alleen levensvatbaar waar extreme puntbron-intensiteit de vermogenspremie rechtvaardigt.
Technologie Afstemmen op de Werkelijke Taak
Een Chicago magazijn-retrofit bewees dit: Het vervangen van 400W metaalhalidelampen door 138-COB armaturen (92 elk) veroorzaakte schaduwopeningen die 19,500/jaar kostten aan verzamelfouten. Overschakelen naar SMD strip-arrays (37/armatuur) verminderde fouten met 63% dankzij >85% verticale oppervlakteverlichting. Ondertussen gebruikt de Alte Pinakothek in München COB+99 TLCI spots (210/eenheid) omdat de ±35K kleurafwijking van SMD de gele kleuren van Van Gogh** vertekende.
High-Bay Verlichting (18m plafonds):
SMD Oplossing: 120×3014 chips @ 18,800 lumen
Uniformiteit (0.85:1 min/max) | $0.11/lumen geïnstalleerd
Energieverbruik: 0.81 kWh/vt²/jaar vs COB’s 1.12 kWh
COB Tekortkomingen: >60% schaduwen onder rekken | 22% hogere botsingspercentages
Detailhandel & Musea: COB’s Precisievoordeel
Juwelierskasten Verlichting:
COB Vereiste: CRI 98 + R9>95
Stralingshoek: 10°±2° precisie | >8,000 cd brandpuntsintensiteit
Kosten: $38/spot inclusief optica
SMD Beperkingen: 7° stralingshoekvariatie veroorzaakt 17% verlies aan edelsteen sprankeling
Buiten & Auto: Omgeving Bepaalt de Keuze
| Toepassing | Technologie Winnaar | Belangrijkste Cijfers |
|---|---|---|
| Straatverlichting | SMD (95% van nieuwe installaties) | $203/node |
| Schijnwerpers | COB | 120,000 cd @ 100m |
| Autokoplampen | COB (Premium) / SMD (Instap) | 112 lx @ 75m (COB) vs 89 lx (SMD) |
| Scheepvaart Navigatie | Chip-Scale SMD | 0.03% lumenafschrijving/jaar (zoutneveltest) |
Commercieel Kantoor: De Kosten-Efficiëntie Sweet Spot
30,000 vt² kantoorverlichting studie (5-jarige gegevens):
SMD TLED Buizen (40lm/W voordeel):
Energiekosten: $0.09/vt²/jaar | Flikkering: <0.5% @ 100-120Hz
Verblindingsclassificatie: UGR 16 | Vervangingsarbeid: 0.02 uur/armatuur
COB Downlights (alleen vereist in lobbyruimtes):
Energieboete: +$0.21/vt²/jaar | 14 extra circuits nodig
Opkomende Technologie Alert: Wanneer de Regels te Breken
Micro-COB (2026 tech preview):
<2mm² emitters die de SMD-dichtheid evenaren @ 152 lm/W
Doel: Medische scopes die >10,000 cd/cm² vereisen
Quantum Dot SMD:
95 Rf kleurechtheid met een $0.03/lumen premie
Levensvatbaar voor <5% premie projecten
Beslissingsstroomschema: Door de Ruis Heen Snijden
- Controleer Eerst de Kleurbehoeften:
CRI >97 of Δu’v’ <0.003? → Premium COB
Anders → SMD - Bereken Dichtheid:
8,000 lm/ft²? → COB
Anders → SMD - Verifieer Thermisch Budget:
Omgevingstemp >55°C? → Hoge-temp SMD
Koellichaamruimte <1.5cm³/W? → Lage-thermische-weerstand COB - Kostenbeperkingen:
Budget <$0.15/lumen? → Groot-volume SMD
Esthetiek budget >30% totaal? → Custom COB optica
Reparatiekosten Realiteitscheck
- Mislukte SMD-2835: Vervang $1.20 PCB-sectie in 7 min
- Mislukte 50W COB: $29 module + 45-min arbeid
- Uitvaltijd kosten: 3.70/uur (SMD) vs 48.20/uur (COB)
Deze cijfers bevestigen waarom 72% van de 2025 LED-projecten nu SMD gebruiken voor algemene verlichting – terwijl COB de dominantie behoudt in gespecialiseerde toepassingen die compromisloze puntbron-intensiteit vereisen. Kies op basis van meetbare taakeisen, niet op basis van merkhype.
