Osram Neue CAS-LED-Generation macht COB-LED Konkurrenz

Bild 3: Beispiel für eine CAS-LED – 
die Duris S 10 von Osram Opto Semiconductors
Beispiel für eine CAS-LED – die Duris S 10 von Osram Opto Semiconductors. Sie bietet mehr Freiheiten im Schaltungsdesign, weil Elemente wie Thermosicherungen, Steckverbindungen oder sogar Treiberkomponenten direkt auf dem LED-Board eingesetzt werden können.

Osrams neue LED-Chip-Arrays in SMD-Gehäusen (CAS) treten in Konkurrenz zu den aktuellen Chip-on-Board-Arrays (COB). Sie kombinieren die hohe Leuchtstärke und Effizienz der COB-LED mit einer kosteneffizienten Montage durch Pick-and-Place-Bestückung und ermöglichen mehr Freiheiten im Schaltungsdesign.

Von Ralf Bertram,  Systems Expert bei Osram Opto Semiconductors

Aufgrund der hohen Lichtleistungen von Chip-Array-LED in SMD-Gehäusen (300 bis 1500 lm) sind Retrofits mit Leistungen, die 25 bis 75 Watt entsprechen, mit nur einem LED-Gehäuse realisierbar und gewährleisten dabei eine für die EU-Energieklasse A+ hinreichende Effizienz. Wie bei Chip-On-Board-LED (COB), wird das Licht bei CAS durch ein Array von volumenemittierenden (»Saphir-«)LED-Chips erzeugt. Die CAS-Chips werden jedoch nicht auf einem PCB (»Board«), sondern auf einem stark reflektierenden Lead-frame-Material oder einem Keramiksubstrat montiert. Die Chips emittieren blaues Licht und sind in einem mit Leuchtstoff gefüllten Silikonmaterial eingebettet, das weißes Licht erzeugt. Hersteller können daher durch den einfachen Austausch des reflektierenden PCB-Materials gegen einen Leadframe eine einfache SMD-Montage gewährleisten, ohne auf die Effizienz oder andere positive Eigenschaften der COB-LED verzichten zu müssen.

Die wichtigsten Vorteile im Überblick:

  • Look & Feel: Die erste Generation der CAS-LED war als Alternative zu COB für die Verwendung in Retrofits konzipiert, um Halogenlampen mit 20 bis 50 W in gleicher Optik zu ersetzen. Inzwischen haben die ersten Hersteller erkannt, dass dieser neue LED-Typ auch für höhere Wattagen verwendet werden kann, wodurch nur eine LED in omnidirektionale Retrofits eingebaut werden muss, was wiederum die Komplexität und damit die Fertigungskosten weiter reduziert.
     
  • Automatisierte Produktion: Die bisher für entsprechende Retrofits eingesetzten COB-LED müssen handgelötet oder manuell in Halterungen eingesetzt werden, was die Fertigungskosten in die Höhe treibt. CAS-LED können dank ihres SMD-Gehäuses maschinell montiert werden. Die Verwendung von Steckverbindungen und Treiberkomponenten auf dem PCB kann sogar den Weg für die komplette Automatisierung der Retrofit-Produktion ebnen.
     
  • Vielseitige Anwendungsbereiche: Die Design-Vorteile der Retrofits sind auch auf Leuchten anwendbar. Mit kosteneffizienten Chip-Array-SMD-LED kann eine große Vielfalt von Leuchten, einschließlich Downlights, Tracklights und Spotlights, ohne Kompromisse bei der Optik entwickelt werden.
     
  • Geringe Systemkosten dank CAS-LED-Cluster: Professionelle Downlights (6 bis 8 Zoll), wie sie in Bürogebäuden und Ladengeschäften eingesetzt werden, basieren oft auf COB-LED, weil eine einzige Lichtquelle im Zentrum der Leuchte eine bessere Lichtkontrolle und die Optik einer Halogen- oder HID-Lampe bietet. Helligkeitswerte von 2000 bis 3000 lm sind zwar nicht durch eine einzige CAS-LED erreichbar, ein Cluster aus CAS-LED kann jedoch die Systemkosten erheblich reduzieren. Die Größe eines 2x2-Array von 7070-LED ist kleiner als ein entsprechendes COB mit einer lichtemittierenden Oberfläche (LES) mit 22 mm Durchmesser. Durch ein geeignetes PCB-Layout lassen sich zuvor genutzte COB ohne Veränderungen im Leuchtendesign sehr einfach ersetzen. Ähnliche Designs können mit 5050-CAS-LED anstelle von COB mit einer LES von 14,5 mm produziert werden. Der Abstand zwischen den einzelnen LED ist so klein, dass es kaum Unterschiede zu einer »echten« COB gibt, und die Lichtleistung ist sogar höher.
     
  • Flexibilität für den Hersteller: Die Platine ist für mehr als nur die Bereitstellung einer thermischen Schnittstelle nutzbar. Thermosicherungen und Steuerungs- oder Treiberkomponenten können hier ebenfalls verbaut werden. Montagelöcher können dort platziert werden, wo der Leuchtenhersteller sie benötigt und nicht, wo der COB-Hersteller sie platziert hat. Kostengünstige Steckverbinder, die direkt zusammen mit den LEDs montiert werden, machen damit manuelles Löten oder umständliche Halterungen überflüssig.