FAQFragen sind da, um beantwortet zu werden

Gerade bei technischen Innovationen, die im Bereich der LED-Technologie zahlreich sind, gehören Fragen zum Alltag. Genau wie die richtigen Antworten darauf. Eine Übersicht der häufigsten Fragen und Antworten finden Sie hier.  Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Ihren zuständigen Kundenberater.
 

LED-Technik allgemein

Wie ist eine LED aufgebaut?

Eine LED besteht im Wesentlichen aus dem LED-Chip, einem Kontakt zu Kathode und Anode und einer Kunststofflinse. Die Leuchtdiode besteht aus zwei Schichten Halbleitermaterial. Eine Schicht weist einen Überschuss an Elektronen auf (n-Schicht). Die zweite ist die sogenannte p-Schicht. Werden diese beiden Schichten zusammengebracht, gleichen sich die Ladungsunterschiede in der

Grenzschicht aus. Es fließt kein Strom, der n-p-Körper ist neutral. Wird jetzt eine Spannung angelegt, so wird der Stromfluss gestartet. Die enthaltene Energie wird in Form von Licht freigesetzt.

Wie effizient wird bei der LED die zugeführte Energie (Strom) in Licht umgewandelt?

Rund 70 Prozent der Energie werden in Licht umgewandelt und 30 Prozent in Wärme.

Was passiert, wenn ein LED-Modul mit zu hoher Temperatur betrieben wird?

Je höher die Temperatur, desto kürzer ist die Lebensdauer. Das Wärmemanage-
ment ist beim Aufbau der LED sowie des Moduls ein entscheidender Faktor.

Was ist die Betriebstemperatur und der tc-Punkt?

Die Betriebstemperatur ist entscheidend für die Lebensdauer von LEDs. Grundsätzlich gilt: Je kühler, desto besser. Besonders bei der thermischen Auslegung einer LED-Leuchte/-Anlage sollte sichergestellt sein, dass alle LEDs einer Anordnung der gleichen Betriebstemperatur ausgesetzt sind. tc-Punkt steht für „casing temperature“. Dieser bezeichnet den Punkt an der LED oder am Gerät, der üblicherweise am heißesten ist. Er ist an der Platine angebracht und erlaubt

einen Rückschluss auf das Verhalten der LED. Der tc-Punkt sollte möglichst niedrig gehalten werden. Bei Reduzierung der Temperatur des tc-Punktes von
80 °C auf 60 °C erhöht sich die erwartete Lebensdauer um 19.000 Stunden und die Helligkeit um 6 Prozent.

Was ist der Farbwiedergabeindex Ra?

Der Farbwiedergabeindex (Ra) gibt Auskunft, wie natürlich Farben im Licht einer LED wiedergegeben werden. Je niedriger der Wert, desto schlechter ist die Farbwiedergabe. Ra-Werte von über 80 signalisieren gute bis sehr gute Farbwiedergabeeigenschaften.

Was bedeuten die R1- bis R15-Werte?

Die R1 – R15-Werte sind festgelegte genormte Testfarben, die als Referenz für die Messungen der CRI bzw. Ra-Werte verwendet werden. Der Mittelwert von diesen 15 Referenzfarben ist der Ra bzw. CRI-Wert. R9 ist wichtig, da es der Wert mit dem größten Rotanteil ist und dieser Wert von Endverbrauchern am häufigsten verwendet wird.

Was heißt MacAdam Step 3 bzw. SDCM3?

Das menschliche Auge toleriert Farbabweichungen je nach Farbe sehr unterschiedlich. Zur Einteilung von LEDs, insbesondere hinsichtlich des Farbortes, werden die sogenannten MacAdam-Ellipsen verwendet. Sie stellen elliptische Farbräume (x- und y-Koordinaten) dar, in denen wir gerade noch keine Abweichungen zur Referenz wahrnehmen. Die MacAdam-Ellipse der Stufe 3 (SDCM3) repräsentiert die Farbkonsistenz (Farbbinning), die durch die enge Gruppierung von LEDs möglich ist. Diese Abweichung ist bereits so gering, dass sie mit bloßem Auge kaum mehr wahrnehmbar ist.

Was sind Nanometer in der Lichttechnik?

Mit Nanometer sind in der Lichttechnik die Nanohalbleiterschichten gemeint,
die auf den Leuchtdioden aufgebracht sind.

Was bedeutet LM-80-08-konform?

Die Methode nach dem Standard LM-80-08 zur Bestimmung des Lichtstrom-
abfalls einer LED-Lichtquelle wurde durch das IESNA Solid State Lighting (SSL) Subcommittee im dritten Quartal 2008 veröffentlicht. Dieses Dokument beinhaltet das Messverfahren zur Bestimmung des Lichtstromabfalls für
anorganische LED-basierende Leuchtquellen, Arrays und Module.

Es beinhaltet keine weiteren Aspekte in Bezug auf die LED-Eigenschaften.
Einer der Gründe zur Entwicklung von LM-80-08 sind die bisher unterschiedlichen Herangehensweisen und die Kriterien zur Bestimmung der LED-
Eigenschaften. LED-Hersteller messen typischerweise mit kurzem Impuls ohne zusätzliche Wärmeableitung. Dieser Impuls ist sehr kurz und liegt zwischen
10 und 20 ms. Dabei wird die LED nahezu im kalten Zustand gemessen.
Dadurch wird keine Wärmeableitung benötigt und die Temperatur tj am pn-Übergang entspricht der Umgebungstemperatur ta (üblicherweise wird dieser Wert mit 25 °C angegeben). Dieses Verfahren ist erforderlich, um sehr viele LEDs in kurzer Zeit zu messen. Dies erklärt, warum in den Datenblättern der LED-Hersteller für gewöhnlich die LED-Eigenschaften bei tj = 25 °C angegeben werden.


Flexible Leiterplatinen

Was bedeutet FPC?

FPC steht für Flexible Printed Circuit Board.

Welche Oberflächenausführungen sind bei flexiblen Leiterplatinen möglich?

Prinzipiell sind alle chemischen Verfahren der Leiterplatinenfertigung möglich, in denen eine „sanfte“ Abscheidung auf die Platine stattfindet. Dies ist der Fall bei chemischem Zinn, chemischem Nickel-Gold (ENIG), chemischem Silber und OSP (Organic Surface Protection). Nicht möglich ist die Oberfläche HAL (Hot Air Leveling). Temperaturen und Druckluft in diesem Verfahren würden die flexible Leiterplatte zerstören.

Was ist Polyimid?

Polyimid (PI) ist ein thermoplastischer Kunststoff für Hochtemperatur-
anwendungen. Er ist sehr formbeständig, hat eine sehr hohe Spannungsfestigkeit und ist als kleberloses Foliensubstrat auch high-frequence-tauglich.

Welche maximale Dauereinsatztemperatur von flexiblen Leiterplatinen ist mit Polyimidfolie möglich?

Die maximale Dauertemperatur liegt bei kleberlosen Polyimid-Flex-Leiter-
platinen bei ca. 200 °C. Flexible Leiterplatinen mit Kleber haben eine maximale Betriebstemperatur von ca. 100 °C.

Welche Materialien werden für Flexplatinen verwendet?

Üblicherweise verwendet man Polyimid oder Polyester. Polyimid ist hierbei die qualitativ hochwertige Lösung. In Sachen Temperaturbeständigkeit, Spannungsfestigkeit und Formbeständigkeit ist Polyimid klar leistungsfähiger als Polyester (PET). Eine kostengünstige und leistungsfähige Zwischenlösung ist Polyimid
mit Kleber. Der Nachteil zum erheblich teureren reinen Polyimid besteht hier hauptsächlich in der geringeren Temperaturbelastbarkeit.

Woran erkennt man ein gutes Leiterplatinendesign?

Parallele Leiterbahnen sollen bei doppelseitigen flexiblen Platinen auf Top und Bottom versetzt zueinander verlegt sein. Neben dem versetzten Anordnen sollten rechte Winkel vermieden werden. Sie erzeugen scharfe Kanten und könnten zum Anheben des Kupfers führen, wenn die flexible Leiterplatte an dieser Stelle belastet wird. Bei allen Pads sind Tear-Drops eingeplant.

Welche Vorteile bieten Tear-Drops?

Tear-Drops sind abgewinkelte Verstärkungen der Leiterbahn kurz vor den Pads. Sie verhindern eine zu abrupte Kantenbildung. Rechtwinkelige Kanten werden somit vermieden, denn besonders an diesen Stellen könnten ansonsten beim Verbiegen der flexiblen Schaltungen Risse im Kupfer entstehen.

Wodurch wird die Biegsamkeit der Flex-Leiterplatten beeinflusst?

Neben der Materialdicke nimmt auch die Lagenzahl Einfluss auf die Flexibili-
tät der Platine. Je mehr Lagen, desto starrer wird die Leiterplatte. Außerdem spielt die Kupferstärke eine entscheidende Rolle. Es gibt daher Verfahren, die das Kupfer an bestimmten Biegebereichen dünner ätzen, sodass die Flexibilität dort erhöht wird.

Wie hoch ist die Erweichungstemperatur (tg) von Flex-Leiterplatten?

Zu unterscheiden ist hier prinzipiell zwischen kleberlosem Flex-Material und Flex-Leiterplatten mit Kleber. Die tg liegt bei kleberlosen flexiblen Leiterplatten mit Polyimidfolie bei 220 °C. Handelt es sich um flexible Platinen mit Kleber, so liegt die tg bei nur ca. 130 °C. Das liegt daran, dass der Kleber ein Epoxidharz ist und damit ähnliche thermische Eigenschaften hat wie FCB.

Was bedeutet Kriechstromfestigkeit (CTI) und wie hoch ist die Kriechstromfestigkeit von Polyimid?

Die Kriechstromfestigkeit ermittelt die Isolationsfestigkeit von Oberflächenmaterialien. Genormte Prüfbedingungen definieren den maximalen Kriechstrom, insbesondere unter der Einwirkung von Verunreinigungen und Feuchtigkeit.
Diese Kriechstromfestigkeit von Leiterplattenmaterialien wird in CTI-Werten definiert. Der CTI-Wert von flexiblen Leiterplatinen liegt bei mehr als 100.

Wie hoch ist die Spannungsfestigkeit von Polyimid?

Die Spannungsfestigkeit von Polyimid-Flex-Platinen liegt bei 100 bis 240 kV/mm.

Was ist die Dielektrizitätskonstante und wie hoch ist diese von flexiblen Polyimidfolien?

Die Dielektrizitätskonstante, auch dielektrische Leitfähigkeit oder dielektrische Funktion genannt, gibt an, wie durchlässig ein Material gegenüber elektrischen Feldern ist. Die Dielektrizitätskonstante von kleberlosen Polyimid-Leiterplatten liegt bei ca. 3,4 (bei Raumtemperatur).


LED-Module

Wie hoch ist der Wärmeausdehnungkoeffizient ?

Der Wärmeausdehnungskoeffizient der BILTON LED-Module beträgt 17 * 10-6 K

Worauf gilt es bei der Auswahl von Profilen und Abdeckungen zu achten?

Bei den Profilen & Abdeckungen ist darauf zu achten, dass Aluminium und Kunststoff unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten besitzen, welche bei der Montage zu berücksichtigen sind. Ausgehend von 20 °C verändert sich die
Länge bei Aluminium-Profilen um ca. 0,25 mm pro Meter und bei Kunststoff um ca. 0,7 mm pro Meter je 10 °C Temperaturunterschied.

Was gibt es bei Lötverbindungen zu beachten?

Es darf nur auf den dafür vorgesehen Lötstellen „+/-“ mit einer maximalen Temperatur von 230 °C gelötet werden. Es darf nur bleifreies Lötzinn verwendet werden. Damit keine Schäden entstehen, darf der Lötkolben die Lötstellen nur max. 10 Sekunden berühren. Der Biegeradius sollte mind. 2 cm betragen, da bei einer zu starken Belastung die Elektronik beschädigt wird.

Worauf muss bei der Montage geachtet werden?

Mechanisch:

  • Es darf keine mechanische Belastung der Bauteile auf der flexiblen Leiterfolie erfolgen.
  • Die LED-Module dürfen nicht in aufgerolltem Zustand betrieben werden.

Elektrisch:

  • Die Leiterbahnen dürfen durch die Montage nicht beschädigt oder unterbrochen werden.
  • Zum Betrieb sollten nur geeignete Netzteile verwendet werden, außerdem sollten folgende Schutzmaßnahmen gewährleistet sein: Kurzschlussschutz, Überlastschutz, SELV-equivalent.
  • Bei der Inbetriebnahme auf die korrekte Polung achten. Ansonsten kann das Modul beschädigt werden.
  • Unbedingt die max. Leitungslängen beachten.
  • Elektrostatische Entladungen vermeiden.

LED-Dimmer

Worauf muss bei der Montage geachtet werden?

  • BILTON LED-Dimmer dürfen nicht mit anderen Lasten verwendet werden.

Die angegebenen Maximalwerte dürfen nicht überschritten werden.

  • LED-Dimmer nicht direkt neben Hitzequellen installieren und für genügend Luftzirkulation sorgen (Mindestabstand: 20 cm).
  • Angeschlossene Leuchtmittel müssen für den Maximalstrom ausgelegt sein.
  • Die Zugänglichkeit zum Betrieb und Austausch des Geräts muss sichergestellt sein.

Was bedeuten folgende Abkürzungen?

Abkürzung Beschreibung

tp

Betriebstemperatur

ta

Umgebungstemperatur

ts

Lagertemperatur

tc

Referenztemperatur

tw

Verarbeitungstemperatur

f

Luftfeuchtigkeit

tg

Erweichungstemperatur

OSP

Organic Surface Protection:
Organischer Oberflächenschutz, beschreibt ein Verfahren, bei dem die Oberfläche eines Materials beim Lötvorgang von Leiterplatten geschützt ist.

 

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