LED Tipps, Teil 2 Warum das Binning bei der Gesamtproduktion von LEDs entscheidend ist

Autor / Redakteur: Mauro Ceresa* / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Im zweiten Teil unserer Serie zum Thema LED-Beleuchtungstechnik gehen wir auf das Binning von LEDsein. Außerdem zeigen wir Ihnen, welche Konsequenzen daraus aus der Gesamtproduktion entstehen.

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Die gesamte Produktionsmenge von LEDs in Klassen einteilen: Das Binning erfolgt anhand von Kriterien wie Schwellenspannung, Lichtausbeute, Farbmischung und Farbtemperatur
Die gesamte Produktionsmenge von LEDs in Klassen einteilen: Das Binning erfolgt anhand von Kriterien wie Schwellenspannung, Lichtausbeute, Farbmischung und Farbtemperatur
(Bild: Cree)

Bei jedem Produktionsprozess tritt dasselbe Phänomen auf: Auch wenn die hergestellten Produkte derselben Charge angehören, gibt es zwischen ihnen winzige Unterschiede. Das gilt auch für Leuchtdioden. Deshalb kommt bei der Herstellung von LEDs das so genannte Binning zum Einsatz. Darunter versteht man das Einteilen der gesamten LED-Produktion in einzelne Klassen, den so genannten Bins, durch den Hersteller.

Cree setzt beispielsweise Binning ein, um LEDs nach Lichtstrom beziehungsweise Helligkeit sowie nach Farbort beziehungsweise Weißton zu differenzieren. Der Preis einer LED liegt umso höher, je gefragter dieses Element ist und je geringer sein Anteil an der Gesamtproduktion ist.

Als Beispiel dient das folgende Szenario: Es werden 10 Millionen LEDs bertrachtet, die sich gleichmäßig auf 4 Bins mit unterschiedlichen Helligkeitsklassen und 48 Bins mit verschiedenen Farbwerten verteilen. Diesen Bausteinen wird ein und dieselbe Klasse zugewiesen. In diesem Fall würde der Produktionsertrag nur 1/192 der Gesamtproduktion betragen, also etwa 52.000 Stück. Wäre das die gesamte Produktionsmenge, hätten die meisten Kunden kaum eine Chance, dieses Produkt zu erwerben.

Helligkeits- und Farbwerttoleranzen einer LED

Binning ist zwar wichtig, aber ob ein Produkt auf dem Markt Erfolg hat, hängt maßgeblich auch davon ab, dass der Hersteller exakt die Anforderungen seiner Kunden kennt. Das gilt auch für LEDs. Als Beispiel lässt sich eine Straßenbeleuchtung betrachten, die einen bestimmten Nennfarbwert mit einer gewissen Toleranz erzeugen soll. Es gibt nun zwei Möglichkeiten, dieses Ziel zu erreichen. Die erste Variante ist die einfachere, dafür aber deutlich teurere: Der Anwender kauft bei dem LED-Produzenten nur Leuchtdioden mit exakt dem Farbwert, der für die Anwendung vorgeschrieben ist. Die zweite Variante besteht darin, LEDs mit unterschiedlichen Farbwerten aus unterschiedlichen Bins zu kaufen und diese miteinander zu kombinieren. Da die Beleuchtung in einer relativ großen Höhe angebracht ist, um die Straße auszuleuchten, vermischen sich die verschiedenen Farbwerte der LEDs. Unter dem Strich ergibt das denselben Farbort oder auch Chromatizität genannt, wie bei der ersten Variante. Der Unterschied ist, dass der Preis der LEDs deutlich niedriger ist. Dabei ist zu beachten, dass die Helligkeits- und Farbwerttoleranzen bei LED-Bins viel geringer sind als bei herkömmlichen Lichtquellen.

Lichtstrom, Helligkeit, Farbwerte und Weißtöne

Die Klasseneinteilung von LEDs mit Hilfe des Binnings ist deshalb so wichtig, weil sie Anwendern die Möglichkeit gibt, zwischen Leuchtdioden mit engen Toleranzen hinsichtlich Lichtstrom und Helligkeit und Farbwerten und Weißtönen auszuwählen. Dabei sollten auch die Kosten berücksichtigt werden. Eine zu feinkörnige Klassifizierung von LEDs durch dieses Verfahren treibt jedoch die Kosten eines Beleuchtungssystems in die Höhe und erschwert die Bereitstellung von LEDs.

* * Mauro Ceresa ist EMEA Field Application Engineer bei Cree.

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