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Leiterplatten | 01 Juni 2010

Neueste LED-Technologie baut auf HSMtec

In der Entwicklung einer neuen Straßenbeleuchtung, die den Energieverbrauch um mehr als 25% reduziert und eine homogenere Beleuchtung erzielt, setzt die international agierende Schréder Group auf die Leiterplattentechnologie HSMtec.

Mit der vom Leiterplatten-Hersteller Häusermann entwickelten Technologie für selbsttragende mehrdimensionale Konstruktionen, Hochstrom- und Wärmemanagement konnten nicht nur die gestellten Anforderungen an das Produkt erfüllt werden. Zusätzlich wurde mit HSMtec die Sperrschichttemperatur der LEDs auf 80 °C gesenkt wodurch sich die Lebensdauer der LEDs um 10 % verlängert. LED-Beleuchtung auf Basis von HSMtec Gars am Kamp, Österreich Den Schlagwörtern Energieeffizienz und photometrische Flexibilität kommt in der LED-Beleuchtungstechnik immer größere Bedeutung zu. Am Beispiel einer Straßenleuchte der Schréder Group I.E. zeigt sich, welche Vorteile der Einsatz innovativer Leiterplattentechnologien hier bietet. "Unsere Herausforderung bestand darin, LEDs in ein vorhandenes Leuchtengehäuse zu integrieren und dabei die LED-Optiken so auszurichten, dass die Lichtverteilung gegenüber einer Leuchte mit einer Leuchtstofflampe optimiert wird. Gleichzeitig galt es, die Wärme von den LEDs optimal abzuleiten, um den Energieverbrauch, verglichen mit einer Kompaktleuchtstofflampe um mindestens 25% zu senken. Dies ist uns dank HSMtec und der exzellenten technischen Unterstützung von Häusermann gelungen", so Steffen Holtz, Projektleiter LED, R-Tech, Schréder Group I.E. Der Vorteil von HSMtec liegt in der ausgefeilten Funktionalität dieser Technologie. Denn eine einzige HSMtec-Platine übernimmt hier zugleich drei Aufgaben: Lichtstreuung über flexible, aber selbsttragende Leiterplattensegmente Wärmeableitung von den LEDs zum Kühlkörper mittels integrierter Kupferprofile über die Biegestellen zum Kühlkörper Elektrische Ansteuerung der LEDs über die Biegestellen durch integrierte Kupferprofile über die Biegestellen. Die flexiblen Segmente erreichen die gleiche Stabilität wie eine separate mechanische Aufnahme, sodass sich der Neigungswinkel der LEDs auch bei starker Vibration der Leuchte im Betrieb nicht ändert. So konnten zum ersten Mal auf eine mechanische Halterung der Leiterplatte verzichten. "HSMtec ist für uns die Grundlage einer vereinfachten und somit wirtschaftlicheren Fertigung. Im Vergleich zu einer Lösung mit Starrflex-Platinen konnten wir nicht nur die Sperrschichttemperatur um 5 °C senken, sondern auch aufwändigen Montageaufwand und damit verbundenen Ausschuss erheblich reduzieren. Insgesamt haben wir daher in HSMtec nicht nur die technisch sondern auch wirtschaftlich perfekte Lösung gefunden", heisst es weiter. HSMtec-Platine in der Straßenleuchte; Entwärmung über ein 12 mm Cu-Profil; Ansteuerung über ein 2 mm Cu-Profil; thermische und elektrische Ansteuerung erfolgt über Microvias bzw. Sacklöcher Mit dem intelligenten Wärmemanagement von HSMtec konnte überdies die Sperrschichttemperatur der LEDs im Betrieb von 85 °C auf 80 °C gesenkt werden, wodurch sich die Lebensdauer der LEDs um 10% verlängert. Bei einem Lichtstrom von 70% des Anfangslichtstromes kann damit eine Lebensdauer von 60.000 erreicht werden. Der Temperaturunterschied von der LED zum Kühlkörper beträgt ca. 10 Kelvin. "Durch die frühe Einbindung des Häusermann-Teams bereits in unserer Konzeptphase konnte das gesamte thermische Design – von der Leiterplatte bis zum Leuchtengehäuse – gemeinsam optimal abgestimmt werden" erklärt Steffen Holtz weiter. "Rasch und unkompliziert wurden Prototypen in unterschiedlichen Varianten hergestellt, begleitet von thermischen Analysen, die es uns ermöglichten, die HSMtec-Technologie optimal zu nutzen. Unsere Erwartungen an Häusermann als Entwicklungspartner und an die mechanische, elektrische und thermische Funktionalität von HSMtec haben sich voll erfüllt."
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2019.10.11 15:09 V14.5.0-1