Physik - Kaleidoskop

Leuchtdiode 276
Das Bild rechts zeigt den Aufbau einer bedrahteten Leuchtdiode. Der
Halbleiterkristall ist in einer Reflektorwanne eingebettet. Das Bild auf
der rechten Seite zeigt den Reflektor vor Anbringung der transparenten
Kunststoffummantelung. Der rechteckige Draht, der den Reflektor
trägt, stellt bei den meisten LEDs den Kontakt zur Kathode her und
nimmt die Verlustwärme auf. In der Mitte des Kristalls erkennt man
Reste des Bonddrahts, der den Kontakt zur Anode herstellt.
Im linken Bild ist der Bonddraht rechts oberhalb des Trägers als
horizontale Linie erkennbar. Die Kathode (–) ist durch eine
Abflachung rechts am Gehäusesockel markiert. Bei fabrikneuen LEDs
ist zudem der Anschluss der Kathode kürzer (Merkregel: Kathode =
kurz = Kante). Bei den meisten LEDs ist der Reflektor die Kathode,
dann gilt auch die Merkregel, dass die (technische) Stromrichtung von
dem Pfeil, den die Anode (+) durch ihre Form bildet, „angezeigt“ wird.
In seltenen Fällen ist der Aufbau umgekehrt.
Hochleistungs-LEDs (H-LED) werden mit höheren Strömen als 20
Milliampere betrieben. Es entstehen besondere Anforderungen an die
Wärmeableitung, die sich in speziellen Bauformen ausdrücken. Die
Wärme kann über die Stromzuleitungen, die Reflektorwanne oder in
den LED-Körper eingearbeitete Wärmeleiter abgeführt werden.
Die industrielle Verarbeitung von bedrahteten LEDs gilt, wie bei allen
bedrahteten Bauteilen in heutigen, vorwiegend automatisierten
Platinenfertigungsprozessen, als zu aufwändig. Daher werden LEDs
von den führenden Herstellern hauptsächlich in SMD-Gehäuseform
hergestellt. Zudem ist die höchste Bandbreite der Lichtfarben nur noch
bei SMD-Bauteilen erhältlich. Bedrahtete LEDs werden weiterhin
hergestellt, vor allem die Bauformen 3 mm mit Linse und 5 mm mit
Linse. Diese Bauteile werden vorzugsweise von Hobbyelektronikern,
bei Mini-Taschenlampen und von Bastlern eingesetzt, wenn ohnehin
keine Platine vorgesehen ist. „Superflux“ oder auch „Spider-LEDs“
Makroaufnahme einer
Leuchtdiode (Durchmesser 5 mm).
Innerer Reflektor (Durchmesser ca. 1,8 mm),
ohne Kunststoffummantelung.
genannt, sind eine weitere Bauform. Die vier Kontaktfüße (Pins) ermöglichen nicht nur eine bessere
Wärmeableitung und somit eine hohe Lebensdauer, sondern sie können auch getrennt angesteuert werden [1] .
Eine weitere Möglichkeit ist das direkte „Bonden“ des LED-Chips auf der Platine (chip on board) und der spätere
Verguss mit Silikonmassen. Diese Bauform findet bei Displays mit sehr vielen LEDs Verwendung.