WICOP LEDs

Die WICOP-Technologie verzichtet auf zwei Bauteile, die eine herkömmliche LED prägen: das Gehäuse und die Bonddrähte zur Kontaktierung. Seoul Semiconductor nennt das Prinzip „No Wire, No Package". Der Chip wird in Flip-Chip-Bauweise mit den Kontakten nach unten direkt auf die Leiterplatte gesetzt, der Phosphor sitzt als dünner Film unmittelbar auf der Chipoberseite. Weil der Wärmepfad nicht durch Gehäuse und Leadframe führt, sinkt der thermische Widerstand deutlich; ohne Bonddrähte entfällt zugleich eine typische Ausfallstelle. So entstehen sehr flache Bauhöhen ab etwa 0,4 mm.

Der Unterschied liegt vor allem im weggelassenen Gehäuse. Eine klassische SMD-LED (etwa 2835 oder 3030) sitzt in einem Kunststoffgehäuse mit Reflektorwanne und ist über Bonddrähte kontaktiert; die WICOP LED spart beide Elemente und verkleinert damit Bauraum, Wärmewiderstand und Streuverluste. Gegenüber einem gewöhnlichen Chip Scale Package (CSP) positioniert Seoul WICOP als eigene, wafer-basierte Generation, bei der Kontaktierung und Phosphor bereits im Waferverbund entstehen und die leuchtende Fläche nahe der Chipgröße bleibt. Für Konstrukteure bedeutet das höhere Lichtdichte und bessere thermische Ankopplung, aber auch eine anspruchsvollere Verarbeitung als bei robusten gehäusten Typen.

Neumüller führt vier WICOP-Baureihen, die sich vor allem in Baugröße und Lichtstrom unterscheiden:

• WICOP-Y11 (1,14 × 1,14 mm) – kleinste Bauform, für einzelne Spots und höchste Lichtdichte
• WICOP-Y19 (1,81 × 1,81 mm) und WICOP-Y22 (2,21 × 2,21 mm) – lichtstarke Punktquellen mittlerer Größe
• WICOP 5050 (SZ9, 5,0 × 5,0 mm, 6 V / 12 V) – höchster Lichtstrom, bis über 1.000 lm

Faustregel: eine möglichst kleine Bauform für enge Optik und hohe Lichtdichte, eine größere Bauform, wenn Lichtstrom und Wärmeableitung im Vordergrund stehen. Die genaue Bin-Auswahl aus Lichtstrom, Farbtemperatur und CRI steht im Datenblatt.

Neben Lichtstrom, Farbtemperatur und CRI sind bei WICOP LEDs vor allem die thermischen Kennwerte auslegungsrelevant:

• Thermischer Widerstand Rth(J–S) – rund 0,45 K/W bei der 5050 bis etwa 10 K/W bei der kleinen Y11
• Maximale Sperrschichttemperatur Tj – je nach Serie 125 bis 150 °C
• Zulässiger Vorwärtsstrom und die daraus folgende Leistungsdichte

Dazu kommen der Abstrahlwinkel (130–150°), die MacAdam-Farbbinnung (3-, 5- oder 7-stufig) und die ESD-Festigkeit (Class 2 nach JEDEC, die 5050 mit integrierter Schutzdiode). Alle Grenzwerte vor dem Design-in aus dem Datenblatt prüfen.

Der niedrige thermische Widerstand ist der Kernvorteil von WICOP, bringt aber einen Trade-off mit sich. Weil Chip und Leiterplatte ohne Gehäuse gekoppelt sind, fließt die Verlustwärme direkt in das Kupfer; bei der großen 5050 erreicht der Rth(J–S) rund 0,45 K/W. Die Kehrseite: Die winzige Grundfläche der kleinen Y-Typen konzentriert die Leistung auf wenige Quadratmillimeter und hält deren Widerstand höher (Y11 rund 10 K/W), sodass sie ohne ausreichend dimensionierte Kupferfläche oder Metallkern-Leiterplatte schnell an die Tj-Grenze kommen. Hohe Ströme sind nur mit belastbarem Thermomanagement zulässig.

Der große Abstrahlwinkel ergibt sich direkt aus der gehäusefreien Bauweise: Ohne Reflektorwanne strahlt die Chipoberfläche nahezu lambertsch ab. Für flächige, breit strahlende Anwendungen ist das ideal, weil das Licht gleichmäßig und ohne Gehäuseschatten austritt. Wer einen engen Spot oder ein gerichtetes Strahlprofil braucht, muss dagegen eine Sekundäroptik – Linse oder Reflektor – vorsehen; die LED selbst bündelt nicht. Der Vorteil beim Bündeln liegt in der kleinen, hellen Lichtquelle: Aus einer chipgroßen Fläche lässt sich mit kompakter Optik ein sauberes Strahlbild formen. Die Sekundäroptik bedeutet allerdings zusätzlichen Bauraum und Kosten.

Für Automotive-Anwendungen sind die bei Neumüller geführten WICOP LEDs nicht vorgesehen: Das Sortiment ist auf allgemeine Beleuchtung, Industrie und Lichtdesign ausgelegt. Seoul Semiconductor setzt die WICOP-Technologie zwar auch in automobilqualifizierten Bauteilen ein, doch AEC-Q102-qualifizierte Automotive-LEDs gehören nicht zum Neumüller-Portfolio. Für Kfz-Anwendungen mit den entsprechenden Qualifikations- und Dokumentationsanforderungen ist diese Produktlinie daher nicht der richtige Weg. Die Baureihen Y11, Y19, Y22 und 5050 sind General-Lighting-Typen; ihre Kennwerte und Zuverlässigkeitsnachweise (LM-80, RoHS) beziehen sich auf Beleuchtungsanwendungen.

WICOP LEDs lohnen sich überall dort, wo hohe Lichtdichte aus kleiner Fläche und gute Wärmeableitung gefragt sind. Typische Anwendungen:

• Spots und Strahler mit gerichtetem Licht
• Industrie- und Hallenbeleuchtung, Downlights
• Flut- und Straßenlicht
• kompakte Hochleistungsleuchten und Taschenlampen

Weniger sinnvoll sind sie bei einfachen, großflächigen Low-Cost-Anwendungen mit geringer Leistungsdichte – dort sind robuste gehäuste Standard-LEDs günstiger und toleranter in der Verarbeitung. Auch ohne belastbare Thermik- und Leiterplattenauslegung spielt WICOP seine Stärken nicht aus.

WICOP LEDs werden im Reflow-Verfahren gelötet und wie empfindliche CSP-Bauteile behandelt. Wichtige Punkte:

• Feuchteempfindlich (MSL 2), höchstens zweimal auflöten
• Bestückung nur mit Vakuumpipette, nie mit Pinzette – kein Druck auf die Silikonoberfläche
• Thermodesign: ausreichende Kupferfläche oder Metallkern-Leiterplatte
• Lötpad-Layout, Reflow-Profil (Peak rund 250–260 °C) und Nutzentrennung laut Datenblatt

Nach dem Löten empfehlen sich eine Sicht- und eine Funktionsprüfung. Alle Grenzwerte und Layout-Empfehlungen stehen im jeweiligen Serien-Datenblatt.