Hallo,
ich habe eine Platine auf der ich LEDs platziert habe.
2 lagig, 35um Kupfer, 23 LEDs (60mA/3,3V) auf 3,1x10cm
Die Platinen (16) werden auf eine 5mm dicke (50x50cm) Stahlplatte
geschraubt.
Nun zu meinen Fragen:
Ich will die Stahlplatte nutzen um die Wärme abzuführen. Die Wärme will
ich mit Hilfe von Vias auf auf die Rückseite zur Stahlplatte bekommen.
(Anhang) Die Frage ist nun, wie groß man die Vias am besten macht und
mit welchem Abstand? Habe mir schon ein paar AN angeguckt, da steht aber
nicht drin ob eher viele und kleine oder eher große Vias und dafür
weniger...
Die zweite Frage: Die jeweiligen Platinen müssen von der Stahlplatte
isoliert werden. Was für ein Material nimmt man da am besten? Elektrisch
isolierend und Wärme gut leitend...?
@Gera (Gast)
>2 lagig, 35um Kupfer, 23 LEDs (60mA/3,3V) auf 3,1x10cm
Hmmm. Macht in Summe 23x60mAx3,3V=4,5W, davon werden ca. 80% in Wärme
umgesetzt, macht ~3,5W.
>Die Platinen (16) werden auf eine 5mm dicke (50x50cm) Stahlplatte>geschraubt.
Nummernschildbeleuchtung für deinen T34?
> Die Wärme will>ich mit Hilfe von Vias auf auf die Rückseite zur Stahlplatte bekommen.>(Anhang)
Ist OK. Nimm 0,5mm VIAs und platziere soviel wie halbwegs sinnvoll
draufgehen. Du willst und kannst so oder so nicht wissenschaftlich
messen. ;-)
>Die zweite Frage: Die jeweiligen Platinen müssen von der Stahlplatte>isoliert werden. Was für ein Material nimmt man da am besten? Elektrisch>isolierend und Wärme gut leitend...?
Es gibt elektrisch isolierende und dennoch gut wärmeleitfähige Folie.
Die ist aber nicht ganz billig.
Wahrscheinlich ist es deutlich einfacher und billiger, gleich eine
Platine mit Alukern zu nutzen, da hast du gute Wärmespreizung und
elektrische Isolation.
https://www.pcb-pool.com/ppde/order_productconfiguration_js.html
Alukern einlagig
100x33mm kosten dort ~140 Euro, dafür bekommt man aber gleich 3 Stück
(Mindestfläche). Naja, nicht so ganz billig. Der Chinamann macht es
vermutlich mal wieder um Faktor 2-3 billiger.
Gera schrieb:
> Die Frage ist nun, wie groß man die Vias am besten macht und> mit welchem Abstand? Habe mir schon ein paar AN angeguckt,> da steht aber nicht drin ob eher viele und kleine oder eher> große Vias und dafür weniger...
ging mir genauso... aber ich meine, es werden tendenziell eher viele
kleine empfohlen. Meine private Theorie dazu: der Umfang der Bohrung
(also die Kupferhülse) steigt linear mit dem Durchmesser, die Fläche
(Luft) aber quadratisch. Mit mehr Luft bleibt weniger FR4 (oder gar
Keramik) übrig und das Material leitet doch noch besser als Luft. Zu
klein ist aber auch schlecht, weil dann die Galvanik immer ungenauer
funktioniert.
> Die zweite Frage: Die jeweiligen Platinen müssen von der Stahlplatte> isoliert werden. Was für ein Material nimmt man da am besten? Elektrisch> isolierend und Wärme gut leitend...?
Alldieweil die Unebenheiten wohl etwas größer als bei einzelnen
Halbleitern sein werden würde ich sowas nehmen:
http://www.reichelt.de/Waermeleit-paste-folien-scheiben/WL-FOLIE-GEL-05/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=112272&GROUPID=7774&artnr=WL+FOLIE+GEL+05&SEARCH=%252A
Diese ist deutlich dünner, sollte also besser sein, aber der
Wärmewiderstand ist geheim:
http://www.reichelt.de/Waermeleit-paste-folien-scheiben/SI-4018/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=35416&GROUPID=7774&artnr=SI+4018&SEARCH=%252A
Selbstklebende sind nett, aber der Kleber leitet nicht gut; braucht man
nicht. Doppelseitig selbstklebend geht garnicht, wie baut man das wieder
auseinander?! Besser wäre eine Beschichtung mit Wärmeleitpaste, die wird
weich wenn sie heiß wird und füllt Vertiefungen besser als weiche Folie.
Die gibt's für CPU-Kühler im PC auch einzeln, aber in deiner Größe finde
grad keine.
Falk B. schrieb:> Hmmm. Macht in Summe 23x60mAx3,3V=4,5W, davon werden ca. 80% in Wärme> umgesetzt, macht ~3,5W.
Schön das du multiplizieren kannst. War aber nicht meine Frage.
Falk B. schrieb:> Nummernschildbeleuchtung für deinen T34?
War auch nicht meine Frage.
Falk B. schrieb:> Ist OK. Nimm 0,5mm VIAs und platziere soviel wie halbwegs sinnvoll> draufgehen. Du willst und kannst so oder so nicht wissenschaftlich> messen. ;-)
Wir kommen dem ganzen näher. Warum so überheblich? So ne nichts
aussagende Antwort hätte ich mir selber geben können.
Falk B. schrieb:> Es gibt elektrisch isolierende und dennoch gut wärmeleitfähige Folie.> Die ist aber nicht ganz billig.
Ich google mal...
Falk B. schrieb:> 100x33mm kosten dort ~140 Euro, dafür bekommt man aber gleich 3 Stück> (Mindestfläche). Naja, nicht so ganz billig. Der Chinamann macht es> vermutlich mal wieder um Faktor 2-3 billiger.
Alu Kern PCB hab ich auch schon überlegt. Bei der Abzuführenden Wärme
und den vergleichsweise hohen Kosten bin ich dann aber zur 2lagigen
Platine mit den oben genannten Daten gekommen. Hier bekomm ich 30 der
Platinen für 25$ mit Schablone.
Gera schrieb:
> Das hier:> https://www.aliexpress.com/item/Free-Shipping-1x-1...> könnte funktionieren>> Die schneiden einem das sogar in verschiedenen Größen. Fragt sich nur,> wie die Wärmeleitfähigkeit ist... kann dazu jemand was sagen? Ich habe> im Hinterkopf mal gehört zu haben, dass es Wärme gut leitet...
Wikipedia meint auch, dass Polyimid einer der besseren Kunststoffe ist.
Aber ich bleibe dabei: der Kleber gehört da nicht hin. Und so dünne,
harte Folie muss man wohl beidseitig mit Wärmeleitpaste behandeln.
> Gera schrieb:> ich habe eine Platine auf der ich LEDs platziert habe.> 2 lagig, 35um Kupfer, 23 LEDs (60mA/3,3V) auf 3,1x10cm
also pro LED max. ca. 200mW und Gesamtfläche der LPL ca. 30cm²
Macht gesamt also nur ca. 4,5W.
Für diese geringe Leistung kann man nach meiner Erfahrung auf allen
Schnickschnak verzichten und die Wärme durch die LPL abführen.
> Die Platinen (16) werden auf eine 5mm dicke (50x50cm) Stahlplatte> geschraubt.
Die ist allemal groß genug für das bischen Wärme, sofern die Platte
selber nicht irgendwo beheizt wird.
> Nun zu meinen Fragen:> Ich will die Stahlplatte nutzen um die Wärme abzuführen.
Sollte kein Problem sein. Am besten noch etwas Wärmeleitpaste oder
ähnlich (z.B. Siliconfett) dazwischen machen.
> Die Wärme will> ich mit Hilfe von Vias auf auf die Rückseite zur Stahlplatte bekommen.
Ich meine, du machst dir da viel zu viele Mühe.
Das bischen Leistung geht ganz von alleine durch die LPL.
Um es zu verbessern, solltest du die LED-Pads möglichst flächig
ausführen, so dass sich die Wärme erstmal auf der Oberfläche gut
verteilen kann.
Wenn möglich kannst du auch auf 70um Kupferkaschierung gehen
und die LPL nur ca. 1mm dick machen.
> (Anhang) Die Frage ist nun, wie groß man die Vias am besten macht und> mit welchem Abstand?
Bei den Bedingungen gar nicht, weil du dir damit nur Streß wegen
zusätzlicher Isolierung auf der Rückseite machst.
Wenn möglich, lasse die Rückseite frei oder setze da nur Massepotential
(auch als Kupferfläche) hin, das mit der Stahlplatte verbuden sein darf.
> Die zweite Frage: Die jeweiligen Platinen müssen von der Stahlplatte> isoliert werden.
Wenn es das Layout zuläßt (scheint doch sehr einfach zu sein), dann
layoute nur auf Top. Wenige Kreuzungen kann man notfalls auch mit 0-Ohm
Brücken (z.B. 1206) machen.
> Was für ein Material nimmt man da am besten? Elektrisch> isolierend und Wärme gut leitend...?
Wenn es dünn ist, spielt die Wärmeleitung keine große Rolle mehr.
Was macht es schon, wenn die LED paar grad wärmer werden, sofern sie
weit weg von kritischen Temp. sind.
Rechne doch mal den Wärmewiderstand bzw. die Temp-diff. für FR4 in 1mm
Dicke und eine eine beliebige Kunststofffolie mit ca. 0,3mm Dicke bei
P=4,5W und A=30cm².
Relevant wird das ganze erst, wenn die Umgebungstemp, sehr hoch wird
oder das Stahlblech anderweitig erwärmt wird.
Meine Erfahrungen beruhen auf praktischen Anwendungen, wie z.B. solche
LPL aus FR4 als Träger für HP-LED benutzt werden.
http://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTRONIK/LED_LAMPEN/SCHREIBTISCHLAMPE/LPL_LED-Traeger_25x25mm_einzeln.JPGhttp://uwiatwerweisswas.schmusekaters.net/Uwi/ELEKTRONIK/LED_LAMPEN/SCHREIBTISCHLAMPE/23_SL_ALU-Fuss.jpg
Gruß Öletronika