LED-Beleuchtung – ganz schön warm

Die klassischen Glühbirnen wandelten etwa 5% der eingesetzten elektrischen Energie in Licht um, der Rest war Wärmestrahlung. Doch obwohl LED-Leuchtmittel eine über 10-fach bessere Energieausnutzung besitzen, sind moderne Hochleistungs-LED´s einem erheblichen Wärmestress ausgesetzt.

Dieser Wärmestress entsteht, weil die Quelle der Lichtemmitierung so klein ist. Ein winziger Kristall erzeugt den Lichtstrom, der durch Linsen und Diffusorelemente verteilt wird. Durch den Stromfluss erhitzt sich der Kristall erheblich. Diese Wärme muß möglichst effizient von dem Ort der Entstehung abgeleitet werden, denn sonst wird die LED einen vorzeitigen Hitzetod sterben. Ein zu vermeidender Umstand, ist doch gerade die drastisch höhere Lebensdauer einer LED-Beleuchtung gegenüber Glühbirnen ein wesentliches Argument für deren Einsatz.

Darum sitzen moderne Leistungsleuchtdioden meist bereits auf einem vergrößerten Metallträger mit Kupferkern und Aluminiumoberfläche. Oder die Gehäuseform ist so gestaltet, dass eine gute Anbindung an Kühlflächen möglich ist. Dabei muß allerdings meistens dennoch eine galvanische Trennung erfolgen. Nur so können Kühlkörper und Betriebsspannung der LED´s voneinander unabhängige elektrische Potentiale annehmen.

Eine häufig eingesetzte Kombination besteht aus einer sehr dünnen Kapton® MT Folie (25µm, DuPont) mit einer bis zu 0,6 mm starken, durchvernetzte Silikonbeschichtung. Diese Beschichtung erfolgt bei der CMC Klebetechnik und kann individuell angepasst werden. Sie besitzt eine gute Wärmeleitfähigkeit durch einen sehr hohen Füllgrad an z.B. Al2O3 und dient vor allem zum Ausgleich von mechanischen Toleranzen. Auf der anderen Seite der Folie kann ein Acrylat-Kleber aufgebracht werden, der z.B. eine einfache Vormontage ermöglicht.

Die Kombination aus einer spannungsfesten (3kV Stehspannung, 1 min) Isolationsfolie mit einer hochwärmeleitfähigen, elastischen Beschichtung verbindet die Vorteile einer definierten Durchschlagsspannung mit der Möglichkeit des Ausgleichs von mechanischen Toleranzen und Oberflächenrauigkeit.

Dies ist nur eines der wärmeleitfähigen Produkte aus dem Hause CMC Klebetechnik, die für das Thermal Management von Elektronikprodukten eingesetzt werden kann.

LED-Beleuchtung  - Wärmeleitmaterial