Cree Keramik-LED-Packages leben länger

LED-Komponenten auf Basis von Keramik- oder Silizium-Materialien weisen eine deutlich längere Lebensdauer auf als Versionen, bei denen Kunststoff oder Metall als Trägermaterial verwendet wird.
LED-Komponenten auf Basis von Keramik- oder Silizium-Materialien weisen eine deutlich längere Lebensdauer auf als Versionen, bei denen Kunststoff oder Metall als Trägermaterial verwendet wird.

Aus Kostengründen setzen viele Leuchtendesigner auf LEDs mit einem Kunststoffgehäuse statt eines Keramik-Packagings. Doch diese Rechnung geht häufig nicht auf: LEDs mit Keramikgehäuse sind langlebiger und verkraften höhere Temperaturen, und auch die Montage solcher LEDs ist durchaus nicht komplexer.

Von Kai Klimkiewicz, Field Application Engineer Central Europe, CREE 

Nach Angaben der französischen Marktforschungsfirma Yole Développement entfallen auf das Gehäuse (Packaging) zwischen 40 und 60 Prozent der Gesamtkosten einer LED-Leuchte. Daher ist es nachvollziehbar, dass Entwickler von Beleuchtungssystemen und Hersteller von Leuchtdioden nach Wegen suchen, diesen Kostenblock zu reduzieren.

Einige Anbieter setzen daher auf vermeintlich preisgünstigere Kunststoffgehäuse (Plastic Leaded Chip Carriers, PLCCs) statt Keramiksubstrate (Multi-Layer Ceramic Chip Carrier, MLCC) einzusetzen, wie es beispielsweise Cree bei den Mid-Power-LEDs der XLamp-XH-Serie tut.

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Keramik statt Kunststoff

Keramik statt Kunststoff

Speziell bei Mid-Power-LEDs spielt die Wahl des Packagings eine wesentliche Rolle. Solche Leuchtdioden kommen beispielsweise in Lampen zum Einsatz, die für die Ausleuchtung größerer Flächen oder als Ersatz für konventionelle Systeme mit Leuchtstoffröhren konzipiert sind. Weitere Einsatzgebiete sind Retrofit-Leuchten und Deckenstrahler. Wichtige Kriterien bei solchen Anwendungen sind hohe Effizienz, lange Lebensdauer und die möglichst gleichmäßige Ausleuchtung eines Bereichs.

Bei vielen Mid-Power-LEDs kommen derzeit Kunststoffgehäuse (PLCCs) zum Einsatz. Der Hauptgrund sind die etwas niedrigeren Kosten im Vergleich zu Versionen, die ein Keramiksubstrat nutzen. Hinzu kommt, dass viele kunststoffbasierte Low- und Mid-Power-LEDs mit einer deutlich geringeren Lebensdauer als 50.000 Stunden ursprünglich nicht für Beleuchtungsanwendungen entwickelt wurden, sondern beispielsweise für die Hinterleuchtung von Monitoren.

Durch eine Übersättigung des Marktes schwappen diese billigen LEDs als Überkapazitäten in andere Anwendungsbereiche – wie die Beleuchtungsindustrie. Allerdings greift diese Kostenbetrachtung zu kurz, denn eine LED auf Multi-Layer Ceramic Chip Carrier weist eine Reihe von Vorteilen gegenüber Versionen mit PLCCs auf. Nur wenn diese berücksichtigt werden, ist eine valide Abschätzung der Gesamtkosten eines Beleuchtungssystems möglich.