Was ist eine SMD LED (Oberflächenmontage)?
Bei SMD LEDs (Surface Mounted Device – Bauelement für die Oberflächenmontage) handelt es sich um eine Art von Leuchtdioden (LED: Light Emitting Diode), die direkt auf ein Muster auf einer Leiterplatte gelötet werden, ohne dass Löcher in die Leiterplatte gebohrt werden.
Sie werden auch SMD LED, eine Abkürzung für Surface Mount Device, oder Chip-LED genannt. Neben den von oben emittierenden Typen gibt es auch seitlich emittierende Typen, die das Licht von der Seite abstrahlen.
Im Vergleich zu alten kugelförmigen LED-Gehäusen sind oberflächenmontierte LEDs heller, haben einen breiteren Abstrahlwinkel, sind kleiner und benötigen weniger Platz für die Montage und haben aufgrund des Materials und der Struktur auf der Rückseite des Elements eine höhere Wärmeableitung.
Anwendungen von SMD LEDs
SMD LEDs werden aufgrund ihrer Helligkeit und ihrer Fähigkeit, einen großen Bereich zu beleuchten, in den meisten allgemeinen Beleuchtungsvorrichtungen wie Deckenleuchten, indirekte Beleuchtung, Schreibtisch- und Sensorleuchten verwendet.
Da sie auf der Oberfläche von Produkten angebracht werden können, werden sie auch in Bedienfeldern und Fernbedienungen für Digitalkameras und Videokameras verwendet.
SMD LEDs werden auch in einer Vielzahl anderer Anwendungen eingesetzt, z. B. in Autoscheinwerfern, Raumleuchten, Messgeräten und anderen Tafeln, in der Hintergrundbeleuchtung von LCD-Fernsehern und LCD-Displays sowie in der elektrischen Dekoration.
Funktionsweise der SMD LEDs
SMD LEDs bestehen aus einem 0,3 mm großen quadratischen LED-Element, das auf einem Leiterrahmen befestigt ist, wobei das LED-Element und die Elektroden durch einen Bonddraht verbunden und anschließend in Epoxid-, Silikon- oder anderes Harz eingegossen werden.
Als Verkapselungsmaterial wird transparentes Epoxid- oder Siliziumharz verwendet, damit das von den LED-Elementen emittierte Licht aus dem Gehäuse herausscheinen kann; in letzter Zeit werden aber auch Glasmaterialien verwendet.
Siliziumharz wird in LEDs für Hochleistungsprodukte wie Beleuchtungskörper und LCD-Hintergrundbeleuchtungen verwendet, da es aufgrund von Degradation langsamer in der Lichtdurchlässigkeit abnimmt. Epoxidharze, die sich angeblich schneller abbauen als Silikonharze, werden in LEDs für Produkte mit geringem Stromverbrauch, wie z. B. Anzeigen, verwendet. Glasmaterialien zersetzen sich noch langsamer als Silikonharze und sind sehr zuverlässig.
SMD LEDs werden häufig für allgemeine Beleuchtungsanwendungen eingesetzt, wobei jedoch weißes Licht für die Beleuchtung erforderlich ist. Daher verfügen SMD LEDs für Beleuchtungsanwendungen über Mechanismen zur Erzeugung von weißem Licht, z. B. durch Mischen des Lichts von einfarbigen LEDs. Die wichtigsten Methoden zur Erzeugung von weißem Licht sind folgende:
Ein-Chip-Methode: eine Kombination aus einer blauen LED und einem gelben Leuchtstoff, der durch blaues Licht angeregt wird und gelbes Licht abgibt. Da Blau und Gelb Komplementärfarben sind, erzeugt ihre Mischung ein Licht, das vom menschlichen Auge als weiß wahrgenommen wird. Dies ist derzeit die gängigste Methode, da sie eine einfache Struktur und eine hohe Effizienz aufweist. Eine andere Methode besteht darin, blaue LEDs mit roten und grünen Leuchtstoffen zu kombinieren, um die drei Grundfarben des Lichts zu mischen und ein natürlicheres weißes Licht zu erhalten.
Multi-Chip-Methode: Kombiniert blaue, rote und grüne LEDs, die die drei Grundfarben des Lichts darstellen; die Beleuchtungsspannung ist je nach Farbe der LEDs unterschiedlich, was die Schaltungsstruktur komplexer macht.