In kurzer Zeit Leuchten-Designs entwerfen

COB-LED In kurzer Zeit Leuchten-Designs entwerfen

07.05.2014Autor / Redakteur: Kai Klimkiewicz * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Die COB-LED versetzt Entwickler von LED-Leuchten in die Lage, ihre gewünschten Designs schneller umzusetzen. Gerade mit Baukastensystemen lassen sich in kurzer Zeit Designs entwerfen.

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Heitec AG

CTX Thermal Solutions GmbH

Eurocircuits GmbH

Cree Europe GmbH

Chip-on-Board-Lösung: Die COB-LEDs sehen einem Spiegelei sehr ähnlich. Sie gelten als die wahren Gewinner der LED-Revolution. Lichtlösungen lassen sich mit ihnen schnell umsetzen.
(Cree)

Zweifelsohne hat sich in den letzten Jahren sehr viel in der Lichtwelt getan und verändert: Die klassische Lichttechnik hat in ihrer rund 150-jährigen Historie den größten Wandel innerhalb kürzester Zeit erfahren. Nach zögerlichen Anfängen mit High-Power-LEDs bei Beleuchtungslösungen für Nischenanwendungen dominiert heute die neuste LED-Technik sämtliche Neuentwicklungen bei den unterschiedlichsten Beleuchtungsanwendungen für den Massenmarkt.

Durch den Einsatz von High-Power-LEDs profitieren Leuchtenhersteller nicht nur von einer wesentlich höheren Designvielfalt. Das ist im Rahmen deutlich kürzerer Designzyklen sehr entscheidend. Denn um sich in der breiten Wettbewerbslandschaft erfolgreich behaupten zu können, müssen Hersteller heute bessere und innovativere Produkte noch schneller auf den Markt bringen.

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An dieser Herausforderung sind einige Firmen und Marken gescheitert. Sie konnten den dafür notwendigen Wandel nicht schnell und umfassend genug vollziehen. Andererseits gibt es neben den klassischen, etablierten Leuchtenherstellern mittlerweile viele Quereinsteiger – meistens aus dem Elektronikbereich, die eine hohen Kompetenz bei LED-Lichtlösungen vorweisen können und sich im Markt sehr gut aufgestellt haben.

Gewinner beim Wachstum mit LEDs: COB-LEDs

Insbesondere auch aufgrund dieser Trends hat sich die Art und Weise der LED-Implementierung verändert. Hier lassen sich aber gerade durch die sogenannten COB-Lösungen, dem Chip on Board, neue Wege schneller beschreiten. Da es sich am Ende jedoch immer um ein System handelt, ist die Verfügbarkeit von passenden Komplementärprodukten unabdingbar, um keine wertvolle Zeit mit Grundlagenforschung und Qualifizierungen zu vergeuden.

LEDs, die als COB-Lösung, umgangssprachlich auch gerne Spiegeleier oder Sunny-Side-Up genannt werden, wurden anfangs als kurzlebiger Trend gesehen. Heute sind sie die wahren Gewinner der LED-Revolution, die gerade in Produkten mit großen Stückzahlen sehr gerne eingesetzt werden und im stetig wachsenden LED-Markt die größten Wachstumsraten aufweisen.

Bei dem Chip on Board wird der ungehauste Halbleiter direkt auf die Leiterplatte geklebt und danach mit Mikrodrähtchen zur Platine kaltgeschweißt (Drahtbonding). Dank dieser Technik lassen sich hohe Chip-Packungsdichten und eine hohe Beleuchtungsstärke erzielen.

In den Anfangsjahren der LED-Beleuchtungstechnik hat der meist mechanisch geprägte Leuchtenhersteller externe Dienstleister mit der Produktion kundenspezifischer LED-Baugruppen beauftragt. Vor der LED-Positionierung mussten damals Größen wie der Lichtstrombedarf individuell definiert werden. Der relativ hohe Aufwand führte dazu, dass meist nur Nischenprojekte realisiert wurden. Heute verfügen viele Leuchtenhersteller über eigene Elektronikressourcen und konnten damit große Fortschritte bei ihrer eigenen Entwicklungs- und Fertigungskompetenz erzielen.

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Die COB-Technik verändert den LED-Markt

Elektrisches Licht ist sicherlich eine der wichtigsten Errungenschaften der Technologiegeschichte, die die Gesellschaft und unser Leben maßgeblich verändert hat. Genau diese Technologie erfährt gerade den größten Wandel – vom Temperaturstrahler zur LED. Er wird sicherlich auch aufgrund äußerer Umstände wie dem Glühlampenverbot in Europa und steigender Energiekosten beschleunigt. Für die Hersteller der entsprechenden Leuchten und Systeme bedeutet die Entwicklung im Beleuchtungsmarkt einen gewaltigen Wandel ihrer Produkte und Unternehmen. Gerade hier bieten COB-LEDs eine anwendungsorientierte Plattform. Ihr Vorteil: Der ungehauste Halbleiter wird direkt auf die Leiterplatte geklebt und danach mit Mikrodrähtchen zur Platine kaltgeschweißt. Hier spricht man vom Drahtbonding. Durch die hohen Chip-Packungsdichten lassen sich hohe Lumenwerte je Fläche erzielen. Die dabei entstehenden Anwendungen sind nicht nur platzsparend, sondern auch sehr flach.

Der Blick auf das Jahr 2014 zeigt, dass Leuchtenhersteller nahezu ausschließlich auf LED-Lösungen in ihrem Produktportfolio setzen, denn dadurch ergibt sich eine enorme Produktvielfalt. Modulare Plattformen sind dabei zwar stets ein klares Ziel, lassen sich aber oft nicht komplett umsetzen. In manchen Fällen sind Sonderlösungen deshalb noch immer nicht vermeidbar. Hinzu kommen die deutlich kürzeren Entwicklungszeiten und der Anspruch, auch kurzfristig auf neue Leistungssteigerungen in der LED-Entwicklungen reagieren zu können. Viele LED-Anwendungen sind deshalb einer kontinuierlichen Optimierung unterworfen, woraus sich für die Leuchtenhersteller weitere große Herausforderungen ergeben, mit den technischen Entwicklungen Schritt zu halten.

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