LED Tipps, Teil 7 Der Einfluss chemischer Substanzen auf das LED-System

Ein LED-Beleuchtungssystem besteht aus vielen unterschiedlichen Materialien. Doch nicht alle Bestandteile harmonieren miteinander. Die Folge können Einbußen bei der Leuchtstärke sein. Mithilfe von Tests kann der Fachmann feststellen, welche chemische Substanzen sich für ein LED-System am besten eignen.

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LED-Beleuchtungssysteme sollen mehrere Jahre ohne einen Ausfall funktionieren. Vor allem Leuchten im Außenbereich sind hohen Anforderungen ausgesetzt. Das betrifft beispielsweise den Schutz vor Fremdkörpern und Feuchtigkeit gemäß den IP-Schutzklassen (Internation Protection). Bei unzureichend geschützten Systemen kann Wasser eindringen und Korrosion im Inneren der Leuchten auslösen.

Ebenso wichtig ist es beim Design eines LED-Leuchtsystems die chemischen Substanzen zu berücksichtigen, die in den Gehäusen von Beleuchtungssystemen vorhanden sind, etwa Epoxid-Harze, Silizium und Klebstoffe. Sie können mit LED-Komponenten reagieren und im schlimmsten Fall die Chromazität der Leuchten und den Lichtstrom beeinträchtigen. Daher sollten Entwickler solcher Leuchtsysteme bereits im Vorfeld prüfen, wie sich der Einsatz einzelner Stoffe auswirkt.

Schädliche Substanzen für das LED-Beleuchtungssystem

Schädlich sind unter anderem Substanzen, die nur indirekt mit den LEDs eines Beleuchtungssystems in Berührung kommen. Das sind beispielsweise Reinigungsmittel für Leiterplatten, aber auch Farben, die auf das Gehäuse eines Beleuchtungssystems aufgetragen werden.

Cree hat aus diesem Grund eine umfassende Liste von Substanzen zusammengestellt, die das Unternehmen getestet und als unbedenklich eingestuft hat. Die Aufstellung ist in einem Dokument mit dem Titel "Soldering & Handling" enthalten.

Entwickler sollten selbst Kompatibiliätstest an ihren LED-Systemen durchführen

Als gefährlich stuft Cree beispielsweise Methylacetat oder Lösungsmittel auf Basis von Glycolether ein. Unbedenklich sind dagegen unter anderem Wasser, Isopropyl-Alkohol oder die Wärmeleitpasten bestimmter Hersteller. Viele chemische Substanzen lassen sich in LED-Beleuchtungssystemen einsetzen.

Deshalb sollten Entwickler und Hersteller von LED-Systemen selbst Kompatibilitätstests durchführen. Chemische Reaktionen können eintreten, wenn eine LED direkten Kontakt zu einer Substanz hat. Außerdem besteht die Möglichkeit, dass Gase im Inneren eines Beleuchtungssystems auf die Leuchtdioden einwirken, etwa während des Aushärtens von Epoxidharzen oder anderer Materialien.

Testaufbau hilft beim Analysieren von Chemikalien

Ein Testaufbau (siehe Bild) überprüft, wie sich eine Substanz auf eine LED-Beleuchtung auswirkt. Dazu werden auf einer Platine mehrere LEDs inklusive der elektrischen Anschlüsse montiert. Darüber wird ein Gehäuse aus Metall oder Kunststoff platziert. Eine Abdeckung aus Glas schließt die LEDs luftdicht von der Umgebung ab. Somit erhält jede Leuchtdiode eigene Luftkammer.

Die zu analysierenden Chemikalien werden in möglichst großen Mengen auf dem Boden der Boxen platziert. Will der Fachmann die Auswirkung von Beschichtungen testen, trägt er diese direkt auf die LEDs auf.

Das LED-System arbeitet unter erschwerten Bedigungen

Vor Beginn der Tests sollte unbedingt die Leuchtkraft der LEDs gemessen werden. Nur dann kann ein möglicher Einfluss schädlicher Substanzen ausgeschlossen werden. Die Leuchtdioden arbeiten gewissermaßen unter erschwerten Bedingungen. Allerdings sollten die vom Hersteller vorgegebenen Grenzwerte für den Treiberstrom und den Temperaturbereich der LEDs eingehalten werden.

Cree empfiehlt, den Test über einen Zeitraum von sechs Wochen durchzuführen. Die Leuchtstärke der LEDs sollte in dieser Phase alle sieben Tage überprüft werden. Ist nach sechs Wochen die Leuchtstärke nicht abgeschwächt, dann hat sich die betreffende Substanz nicht negativ auf die LEDs ausgewirkt. Für valide Resultate sollten die Testprozeduren exakt eingehalten werden.

* * Mauro Ceresa ist EMEA Field Application Engineer bei Cree.

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