Fraunhofer-Institut verbessert LED-Wärmemanagement

Das Fraunhofer-Anwendungszentrum hat in Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Südwestfalen ein bildgebendes Verfahren entwickelt, das die Schwachstellen eines Wärmepfads aufspürt und bewertet. Statt die Betriebstemperatur der LEDs wie üblich an bestimmten Referenzpunkten zu messen, setzen die Forscher auf Thermografie. Denn obwohl statische Temperaturaufnahmen übermäßig warme Bereiche eines Prüflings lokalisieren können, liefern sie keine detaillierten Informationen über die Schwachstelle im Wärmepfad. Im Gegensatz zu Thermoelementen ermöglicht Thermografie die Messung der Temperaturverteilung über einen relativ großen Bereich. Dazu wird, nach dem das LED-Modul sich auf seine Betriebstemperatur erwärmt hat, die Stromversorgung abgeschaltet und die Abkühlung mit einer Hochgeschwindigkeits-Thermografiekamera aufgenommen. Die Größe des betrachteten Bereichs ergibt sich über die Wahl des Objektivs der Infrarotkamera. Ein eigens dafür entwickelter Algorithmus verarbeitet diese Bilder anschließend, um die einzelnen Komponenten des Wärmepfads zu separieren. Diese Technik ermöglicht die Analyse geringfügiger Änderungen im thermischen Pfad. So lassen sich etwa inhomogene oder defekte Verlötungen erkennen, die zu unzureichendem thermischen Kontakt zwischen LED und Platine führen. Das Verfahren ist seit Dezember 2020 patentiert.