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Phoenix Contact

Steckverbinder für LED-Baugruppen

2. November 2014, 11:03 Uhr | Dipl.-Ing. (FH) Lukas Muth

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

LED-Baugruppen auf PCBs mit Metallkern

Durch den ständigen Vormarsch der Power-LED-Baugruppen hat dieser Typ Leiterplatte an Bedeutung gewonnen. Hier muss der Metallkern der Leiterplatte die entstehende Verlustwärme der LEDs abführen. Es mag im ersten Moment verwunderlich scheinen, dass das Leuchtmittel der Zukunft gekühlt werden muss – dies lässt sich aber leicht erklären. Denn bei der LED handelt es sich ja um einen Strahler, bei dem elektrische Energie durch einen Halbleiter in Licht umgewandelt wird.

Bei dieser Umwandlung verhalten sich LEDs wesentlich effizienter als herkömmliche Leuchtmittel. LEDs sind außerdem unempfindlich gegen Erschütterungen, sie erreichen hohe Schaltleistungen, und sie verfügen über eine minimale Baugröße. Allerdings wird ein geringer Teil der zugeführten Energie nicht in Licht, sondern in Wärme umgesetzt. Aufgrund des geringen Bauraums muss gerade bei Hochleistungs- oder sogenannten Power-LEDs die Wärme rasch abgeführt werden – zum Beispiel über Metall- oder Metallkern-Leiterplatten (IMS-Leiterplatten).

Bei diesem Typ Leiterplatte dient ein massiver Aluminium- oder Kupferträger als Basismaterial. Auf den Metallkern sind ein Dielektrikum und die Leiterlage aufgebracht. Dabei muss der Entwickler der Baugruppe berücksichtigen, dass keine bedrahteten Bauelemente zum Einsatz kommen. Anders als bei der FR-4-Leiterplatte ist das Basismaterial hier kein Isolator, die Lötstifte von bedrahteten Bauelementen würden über den Metallkern der Leiterplatte elektrisch gebrückt werden.

Damit ist der Entwickler auf SMD-Bauelemente angewiesen (Bild 3). Neben den SMD-Lötbeinen für die elektrische Kontaktierung nehmen die seitlichen Lötanker die mechanischen Kräfte auf. Diese Anker sorgen so für eine gute mechanische Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Bauelement.

Auf den rapiden Fortschritt in der LED-Technologie haben sich die meistern Hersteller von Leiterplatten-Anschlusstechnik inzwischen gut eingestellt. So können die Entwickler von LED-Baugruppen mittlerweile aus einer großen Bandbreite von SMD-Anschlussklemmen und -Steckerleisten wählen. Noch vor wenigen Jahren gab es nur eine geringe Auswahl an SMD-Anschlussklemmen mit zuverlässiger Funktion und komfortabler Bedienung.