Neues LED-Substrat "ZeroGap"

"Was ist das Leuchtmittel der Zukunft?"
Bei dieser Frage sind LEDs wegen ihres hohen Wirkungsgrads bei fast unbegrenzter Lebensdauer ganz vorne mit dabei.

Der alles entscheidende Faktor für die Zuverlässigkeit von LED-Leuchten ist die Kühlung der LEDs.
Die Wärme aus der Verlustleistung fließt vom LED-Chip durch das LED-Bauteil hindurch, durch die Leiterplatte bis hin zum Leuchten-Gehäuse, das meist als Kühlkörper dient.

Ein oft entscheidender Faktor ist die Leiterplatte, da hier die Wärme durch eine Isolationsschicht fließen muss, die nicht nur elektrisch, sondern auch thermisch isoliert.

Besonders wichtig ist die Wahl des richtigen Leiterplatten-Materials

•  beim Einsatz von Hochleistungs-LEDs
•  besonders mit kleinen Abmessungen
•  bei hohen Umgebungstemperaturen

Meist kommen sogenannte IMS-Leiterplatten zum Einsatz, also einseitige Schaltungen auf Aluminium-Trägern. Das Aluminium ist vom Leiterbild durch eine dünne Isolation getrennt, im Bild weiß dargestellt.

Prinzip von IMS-Leiterplatten (insulated metal substrate)


Prinzip von IMS-Leiterplatten
(insulated metal substrate)

Um die Kühlwirkung zu verbessern, unternahmen Materialhersteller bisher alles Mögliche. Meist zielten die Entwicklungen auf eine Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit des isolierenden Schicht-Materials.


Die ANDUS-LösungNeues LED-Substrat ZeroGap
ANDUS hat nun einen anderen Ansatz erfolgreich umgesetzt. Anstatt die Wärmeleitfähigkeit zu verbessern, wurde die Schichtdicke stark reduziert. Denn bei der Materialverbesserung ist das Ende
der Fahnenstange nahezu erreicht, bei der Schichtdicke war dagegen noch viel Luft nach unten.


Wärmeleitung durch die ZeroGap-Isolation im Vergleich zu herkömmlichem IMS-Material

Wärmeleitung durch die ZeroGap-Isolation im Vergleich zu herkömmlichem IMS-Material

Ziel war ein nahezu verschwindender Isolationsspalt zwischen Leiterbild und Aluminium. Daher der Name ZeroGap. Gleichzeitig ist die elektrische Isolation mit 500 V ausreichend hoch. Mit einer Stärke von final nur noch 4 μm weist das neue Material eine um mehr als eine Größenordnung dünnere Isolation auf als herkömmliche IMS-Substrate. Damit übertrifft es selbst das beste Material des bekanntesten Herstellers im Bereich der IMS-Substrate.

Das ZeroGap ist in der Lage, die heutigen Hochleistungs-LEDs mit ihren winzigen Bauformen auch bei widrigen Umgebungsbedingungen zu entwärmen. Zum Beispiel für UV-Leuchten der Chip-, Klebstoff- und Druckindustrie, in Spezialleuchten zur Geländeausleuchtung, für die Beleuchtung von Tunneln oder für spezielle Sensoranwendungen.

UV-Leuchten der Chip-, Klebstoff-
und Druckindustrie
 
UV-Leuchten der Chip-, Klebstoff- und Druckindustrie Beleuchtung von Tunneln Beleuchtung von Tunneln 
Spezialleuchten zur Geländeausleuchtung Spezialleuchten zur Geländeausleuchtung Bühnenbeleuchtung Bühnenbeleuchtung
Leistungselektronik  Leistungselektronik Spezielle Sensoranwendungen Spezielle Sensoranwendungen 


 

Die Entwicklungsarbeiten wurden gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Verbundprojekts ProPower - Kompakte Elektronikmodule mit hoher Leistung für Elektromobilität, Antriebs- und Beleuchtungstechnik (FKZ 16N11874).

 

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