Effizientes Wärmemanagement für Power-LEDs BMK bestückt Power-LEDs direkt auf Keramikkühlkörper CeramCool

Autor / Redakteur: Ewald Gailing, BMK Group / Claudia Mallok

Der keramische Kühlkörper CeramCool von CeramTec fungiert nicht nur als Kühlkörper, sondern gleichzeitig als Schaltungsträger für Power-LEDs. Hierbei wird die Power-LED und deren Beschaltung auf dem Kühlkörper platziert und gelötet. Der Elektronikdienstleister BMK hat den Montageprozess der LED zur Serienreife entwickelt.

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Ob eine LED eine Lebensdauer von 50.000 Stunden erreicht, hängt von der Temperatur am Siliziumkristall der LED an. Je niedriger diese Temperatur während des Betriebs, desto höher ist die Lichtausbeute und die Lebensdauer der LED.

Eine Lösung zur Wärmespreizung ist, die LEDs auf Metallkern-Leiterplatten zu löten. Zur Wärmeabfuhr ist dann noch ein Kühlkörper mit der Leiterplatte zu verbinden. Diese weit verbreitete Lösung hat jedoch den großen Nachteil, dass es von der Wärmequelle bis zum Kühlkörper mehrere Temperaturübergangsstellen gibt.

Bei der CeramCool-Lösung von Ceramtec (links) sind die Leiterbahnen direkt auf dem Kühlkörper gelötet. Bei der Standardlösung (rechts) ist die LED auf einer Metallkernleiterplatte gelötet, die wiederum auf einem Kühlkörper montiert ist. Bilder: CeramTec (Archiv: Vogel Business Media)

Die Firma CeramTec bietet mit dem keramischen Kühlkörper CeramCool eine Lösung an, bei der die Leiterbahnen direkt auf den Keramikkühler aufgebracht werden. Dieses Verfahren verbessert deutlich die Entwärmung der LED (siehe Grafik).

BMK lötet Power-LED und Beschaltung direkt auf den Keramikkühlkörper

Um die Vorteile der CeramTec Lösung aus Schaltungsträger nutzen zu können, ist es erforderlich, dass die Power-LEDs und teilweise auch die Beschaltung auf die Kühlkörper platziert und gelötet werden können. Der Augsburger Elektronikdienstleister BMK hat für die Montage der Bauteile auf dem Keramikkühl-körper eine geeignete Variante des SMT-Prozesses zur Serienreife entwickelt. Auf dieser Basis ist eine wirtschaftliche und qualitativ hochwertige Serienproduktion sichergestellt.

Die verfügbaren automatischen Bestückautomaten, Reflowlöt-Anlagen und AOI-Systeme sind für elektronische Baugruppen konzipiert. Bei der Verarbeitung von Kühlkörpern sind prozesstechnische Anpassungen erforderlich, welche die BMK Group bereits umgesetzt hat. Damit lassen sich mit hoher Bestückleistung und entsprechenden Lötprofilen die Power-LEDs und deren Beschaltungen mit hoher Qualität und Zuverlässigkeit bestücken.

Der thermische Widerstand des keramischen Kühlkörpers aus Rubalit ist bei identischer Form 13% besser als bei Aluminium. Bei Kühlkörpern aus Alunit wird eine Verbesserung von 31% erzielt. (Archiv: Vogel Business Media)

Erst die Verbindung von Kühlkörpergestaltung zur optimalen Entwärmung, das Design des Kühlkörpers für eine ansprechende Optik und die geeignete Fertigungstechnik zum Bestücken und Löten der LEDs lassen ein Produkt entstehen, das die Vorteile der LED-Technologie voll ausschöpft.

So lässt sich die Power-LED bespielsweise direkt auf einem Spot für eine herkömmliche Fassung montieren. Leuchtenhersteller haben nun die Möglichkeit, LED-Lampen nach ihren Designvorstellungen zu gestalten. BMK als Elektronikdienstleister und der Kühlkörperspezialist CeramTec sind in der Lage, die aus thermischen und produktionstechnischen Gesichtspunkten optimale Lösung umzusetzen.

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