LED-Diffusionsfolien aus Makrofol® und Wärmemanagement-Lösungen für LED-Anwendungen

Insbesondere die geringere Wärmeentwicklung dieser elektronischen Lichtquelle erlauben heute den Einsatz anderer Werkstoffe wie PMMA oder Polycarbonat. LED-Leuchtmittel emittieren jedoch stark punktförmig das Licht, was gerade bei einer möglichst gleichmäßigen Ausleuchtung mit Licht störend ist.

Die Firma Covestro AG (ehem. BayerMaterialScience) hat sich dieses Themas angenommen. Die Diffusionsfolien bzw. Streufolien Makrofol® LM auf Polycarbonatbasis spreizen das punktförmige Licht so, dass punktförmige Lichtquellen wie LEDs (LED-Spots) zu einer gleichmäßig beleuchteten Fläche verschmelzen und somit die LED-Lichtquelle unsichtbar wird.
Sie erreichen ihren besonderen Streueffekt durch spezielle, in das Material eingebettete Streupigmente bei nur geringer Abschwächung der Lichtintensität an sich.

Durch die mit Makrofol® LM ausgerüsteten Lampen erzielt man eine homogene Ausleuchtung und es wird eine Mehrfachschattenbildung verhindert. Auch beim Einsatz in hinterleuchteten Bauteilen zeigt die Diffusionsfolie Makrofol® LM  bei einer vergleichsweise geringen Bautiefe eine gleichmäßig flächige Ausleuchtung.

Im Vergleich zu den bisher bekannten Diffusionsfolien mit Oberflächenstrukturierung oder Einfärbung wurde das Verhältnis von Streuwirkung zu Lichtdurchlässigkeit nochmals deutlich verbessert. Mit den Diffusionsfolien Makrofol® LM lässt sich das Licht mit minimalem Leuchtkraftverlust gleichmäßig verteilen.

Viele Gestaltungsmöglichkeiten durch eine Vielzahl verschiedener Folien

Makrofol® LM ist in unterschiedlichen Ausführungen erhältlich. Die Unterschiede liegen vor allem bei der Lichtdurchlässigkeit (Transmissionsgrad) und der Streuwirkung (Halbwertswinkel*). 

Neben den Folien mit intrinsischer Streuwirkung gibt es auch Makrofol® LM – Folien mit aufgeprägten Linienrastern. Diese verbinden punktförmige Lichtquellen wie z.B. von LED`s zu einem Lichtband, was ganz erstaunliche Beleuchtungseffekt ergeben kann.

Aus dem großen Sortiment an Makrofol® LM – Folien kann für jede Anwendung die passende Diffusionsfolie gefunden werden. Das Verkleben von Polycarbonatfolien aus Makrofol® LM miteinander erfolgt mit Lösungsmitteln, Klebebändern (CMC Klebetechnik) oder Reaktionsklebern. Makrofol® LM Diffusionsfolien bzw. Streufolien lassen sich unter Zuführung von Wärme und Druck sowie mittels Ultraschallverfahren verschweißen und können z.T. thermoplastisch geformt werden.

Wärmemanagement für zuverlässige und hochwertige LED-Beleuchtungen

Obwohl LED-Beleuchtungen eine deutlich höhere Energieeffizienz vorweisen können, muß dennoch auf ein ausreichendes Wärmemanagment geachtet werden. Denn bei LED`s entsteht das Licht innerhalb einer sehr kleinen Fläche. Der lichtemittierende Halbleiterkristall (Elektrolumineszenz) erwärmt sich erheblich und muss gekühlt werden.

Bei geringen Leistungen kann diese Kühlung sehr simpel ausfallen oder man kann sogar gänzlich darauf verzichten, da die Anschlussleitungen schon als „Kühlkörper“ ausreichen. Bei Leistungs-LED`s jedoch ist eine bewusste Wärmeableitung notwendig.

LED`s besitzen eine Lebensdauer von 30.000 bis 50.000 Stunden. Damit sie über diese Zeit zuverlässig arbeiten, müssen sie vor Überhitzung geschützt werden. Denn permanent zu warm betriebene LED`s verändert auch ihre Farbtemperatur (die Farbe verändert sich) und Lichtleistung, was sich negativ auf den Lichteindruck auswirken kann.

Aus den oben genannten Gründen werden leistungsfähigere Highpower LED`s bereits herstellerseitig auf einem Metallträger (Miniplatinen, Stars) montiert. Die Idee dahinter ist eine massive Verbreiterung des Wärmeleitpfades. Denn neben der materialspezifischen Wärmeleitfähigkeit geht in die Berechnung des Wärmewiderstandes auch die Fläche mit ein.
Die Miniplatine mit Metallkern kann nun z.B. auf einem Kühlkörper (passive Konvektionskühlung), einer Metallschiene oder einem Peltier-Element (aktive Kühlung, auch möglich: Lüfter) montiert werden.

Schlechter Wärmeübergang reduziert die Wärmeleitung merklich

Bei der Betrachtung des Wärmepfades ist zu beachten, dass durch Oberflächenrauigkeit oder Verformungen infolge thermischer Ausdehnung sich die Anbindung der Miniplatine an einen Kühlkörper verschlechtern kann. Luft ist ein ausgesprochen schlechter Wärmeleiter und daher sind Lufteinschlüsse im Wärmepfad unbedingt zu vermeiden. Ein effizienter Weg ist der Einsatz von Phase-Change Materialien. Diese dünnen wärmeleitenden Schichten schmelzen beim Überschreiten von ca. 50-60°C auf und füllen die Luftkavitäten auf. Die Folge davon ist eine formschlüssige Verbindung zwischen Hochleistungs-LED und Wärmesenke mit guter thermischer Leitfähigkeit.
Die Bedeutung von Übergangswiderständen von einer Oberfläche auf die nächste innerhalb eines Wärmeleitpfades sollte man nicht unterschätzen.

Im Programm der wärmeleitenden Produkte der CMC Klebetechnik gibt es

  • nicht isolierende Produkte (Aluminiumfolie mit wärmeleitenden Beschichtungen)
  • elektrisch isolierende Produkte (z.B. Kapton MT+ Folien mit wärmeleitenden Kleberbeschichtungen)
  • Distanzausgleichende Produkte (Gapfiller bis 10 mm Dicke)
  • Wärmeleitende, doppelseitige Klebebänder für Montage und  Befestigung (z.B. Nitto TR-5320F)

Um die verschiedenen Produkte problemlos einsetzen zu können, ist eine anwendungsgerechte Aufmachung wichtig. Mehrere modulare und flexible Stanzmaschinen, zwei hochpräzise Schneidplotter bis 2050 x 3050 mm Teilegröße sowie etliche Schneid- und Laminiermaschinen lassen kaum einen Wunsch offen. Es können Prototypen-Stückzahlen gefertigt werden, aber auch große Stückzahlen auf rotativen Stanzanlagen. Kundenindividuelle Beschichtungen können auf einem Pilotcoater (Fertigungsbreite 300 mm) schnell und kostengünstig otimiert werden.

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Wärmeübergang nun perfektioniert!

Das neue Phase Change Material von Telemeter Electronic ist ein innovatives TIM (Thermal Interface Material), welches exklusiv in Verbindung mit den Peltierelementen erhältlich ist.

Es eignet sich besonders für den Einsatz in großen Stückzahlen, um eine ideale thermische Anbindung zwischen den Peltierelementen und den Kühlkörpern oder Bauteilen zu schaffen.

Das TIM wird in diesem Einsatzfall als Ersatz für die übliche Wärmeleitpaste oder Wärmeleitfolie verwendet. Oberhalb der Phasenwechseltemperatur verteilt sich das aufgedruckte und getrocknete TIM bereits unter geringem Druck und benetzt die Oberfläche vollständig. Dabei wird eine äußerst dünne Schichtstärke erreicht, die zusammen mit der hervorragenden Wärmeleitfähigkeit zu einem geringen thermischen Widerstand führt. Raue Oberflächen sowie leichte Unebenheiten werden ausgeglichen, Lufteinschlüsse ausgetrieben. Es führt zu keinem Zeitpunkt zu einem Auslaufen oder Auspumpen des TIM.

Die Prozesssicherheit beim Verbauen der Peltierelemente in Ihrer Serienproduktion erhöht sich auf ein Maximum.

Weitere Informationen, Beratung und Verkauf durch Telemeter Electronic GmbH.

Bitte besuchen Sie uns auf unserer Website www.telemeter.info

Ihre zuständigen Spezialisten bei Telemeter Electronic GmbH:

Hotline: 0906 / 70693-54, E-Mail: tm@telemeter.de

 

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Besuchen Sie die CMC Klebetechnik auf der pcim 2018 in Nürnberg – Halle 6, Stand 6-124

Am 05. Juni 2018 öffnet die diesjährige pcim Europe ihre Tore. Die pcim ist die international führende Messe für

  • Leistungselektronik
  • Intelligente Antriebstechnik
  • Erneuerbare Energie
  • Energiemanagement

In drei Messehallen werden Sie von Internationale Aussteller über die neuesten Produkte, Trends und Entwicklungen in der Leistungselektronik informiert. Die PCIM Europe ist das Technologieforum für die gesamte Wertschöpfungskette der Leistungselektronik, von der Komponente bis zum intelligenten System. Als Besucher der PCIM Europe erhalten Sie einen globalen Überblick über aktuelle Entwicklungen und Trends in der Leistungselektronik.

Besuchen Sie uns! Halle 6 – Stand 6-124
Auch in diesem Jahr ist die CMC Klebetechnik wieder auf der pcim Europe vertreten. Besuchen Sie uns und lernen Sie unser umfassendes Produktprogramm der Wärmeleitenden Materialien kennen.

Neben den Wärmeleitfolien und Klebebändern aus KAPTON® finden Sie bei uns auch eine große Auswahl an Gap-Fillern und Silikonfolien.

Vereinbaren Sie einen Termin mit Ihrem persönlichen Ansprechpartner auf unserem Messestand und sichern Sie sich eine kostenlose Eintrittskarte für die pcim 2018.

Erfahren Sie hier mehr zu unseren Thermal Management Material

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