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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Power LEDs ohne MetalCore-Leiterplatte


Autor: High_Stream (Gast)
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Hallo Gemeinde,

ich habe ein Problem!
Ich muss High Power Leds (1-3W) auf eine Leiterplatte bringen. Nichts 
besonderes, ich weiß! Das Problem ist aber, das die Leiterplate mehrere 
Layer haben muss und auch keine MetalCore vom Preis her haben darf..
Wir haben neulich eine einlagige MetalCore machen lassen (kleinserie 
~100x100mm) die hat richtig Asche gekostet (mehrer kilo-€ für 20x).
Meine Frage ist nun, ob es nicht möglich sein müsste, eine 2-4 Layer FR4 
Leiterplatte mit vielen DKs (ggf geplugte) und große Kupferflächen 
anstelle einer MetalCore zu nehmen. Hat das schonmal jemand gemacht? Auf 
der entgegengesetzten Leiterpattenseite kann ggf. auch ein Kühlkörper 
"angeflanscht" werden - wichtig ist halt nur, das wir von den viel zu 
teuren Alu-Platinen weg kommen.

Aja, die LEDs werden von einem Temp-Sensor überwacht und im Strom bei 
Übertemp sowieso geregelt!!! Ist halt nur etwas Träge - die Leds bauen 
ihre innere Temp natürlich schneller auf als die, die  sie an die 
"Umgebung" abgeben... das ist schon klar ;)
Auch haben wir schon mehrere Projekte mit Power-Leds gemacht ;)

Hat das schonmal jemand gemacht, diese auf FR4 zu bringen und zu 
betreiben?

Autor: Marc Seiffert (euro)
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Autor: hans23 (Gast)
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Guck mal hier http://www.philipslumileds.com/pdfs/AB33.pdf Seite 4
und hier http://www.philipslumileds.com/pdfs/AB32%2010_29_08.pdf ab 
Seite 7.
Da haben die das mit ner Menge DK's gemacht und glaube nur Doppelseitig.

Autor: Andi ... (xaos)
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kommt drauf an wieviel leistung die leds abgeben sollen.
wenn du die led nur mit 10% betreibst könnte es gehen...

epoxyd ist ein mieserabler wärmeleiter und nen bisle 35-70µ kupfer kann 
kaum einen alu kühlkörper pro led ersetzen

Autor: HildeK (Gast)
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>Aja, die LEDs werden von einem Temp-Sensor überwacht und im Strom bei
>Übertemp sowieso geregelt!!! Ist halt nur etwas Träge - die Leds bauen
>ihre innere Temp natürlich schneller auf als die, die  sie an die
>"Umgebung" abgeben... das ist schon klar ;)
Ich denke, das ist unabhängig von der Art der Kühlung. Außer, die 
Kühlfläche garantiert, dass du die Temperaturüberwachung gar nicht 
brauchst.

Ich habe zwar keine Erfahrung mit Metal Core PCBs, aber die Erfahrung 
(beim Löten), dass mehrere Vias bereits jede Menge Wärme abführen. 
Eventuell die dafür vorgesehenen Kupferlagen mit 70µ oder 105µ Dicke 
auslegen.
Warum machst du nicht einfach mal ein Testboard und damit einige 
Versuche?
Bei 1W Verlustleistung wäre ich optimistisch, bei 3W allerdings auch 
unsicher.

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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In der Elektor gab es ein Projekt wo die das gemacht haben. Die 
Kühlflächen waren relativ groß (schätze 4x4cm pro LED). Wenn interesse 
besteht such ich den Artikel mal raus.

Autor: High_Stream (Gast)
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>In der Elektor gab es ein Projekt wo die das gemacht haben. Die
>Kühlflächen waren relativ groß (schätze 4x4cm pro LED). Wenn interesse
>besteht such ich den Artikel mal raus.

Gerne doch! würde ich mir gerne ansehen!

Ich glaube auch, das ich erst einmal einen Versuch fahren werde!

Autor: Michael H* (Gast)
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viele kleine dukos, die zwei möglichst große kupferflächen verbinden.
geht vllt auf der gegenüberliegenden seite irgend eine art kühlkörper?

Autor: Marc Seiffert (euro)
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also ich würde es folgendermaßen lösen:

- 0,5mm FR4 Basismaterial

- 70µm Kupfer, Doppelseitig

- massenhaft kleine DUKOs

- Auf der Rückseite einen Alukühlkörper, mit wärmeleitpaste, mit einigen 
Schrauben verschraubt (Für guten Anpressdruck an allen Stellen der 
Platine), aber darauf achten dass der Lötstopplack auf der Rückseite 
Kühlkörper und LEDs isoliert (insofern nötig)


Alternativ, aber sehr gerne von mir genutzt, nicht mit allen leds 
möglich:

- LED-Beinchen etwas abheben, etwa 0,6-0,7mm abstand zur bodenplatte

- Platine erstellen in der Löcher für die LEDs vorhanden sind, 0,5mm FR4 
verwenden (von mir aus auch Hartpapier, aber dünn muss es sein ;) )

- LEDs auf Platine löten, so dass die Wärmeabgabefläche im Boden minimal 
über die unterseite der Platine hinausschaut

- Wärmeleitpaste auf die LED-Wärmeabgabefläche und die Platine mit einem 
Alukühlkörper verschrauben. Nen besseren Wärmeüberganz zu nem 
günstigeren Preis wirst du nicht bekommen ;) Ist natürlich nicht ganz 
konventionell und ich kann dir nicht garantieren dass es absolut perfekt 
ewig hält. bei mir hatte ich noch keine Ausfälle ;)

.............LED.............
........---|XXXX|---.........
----------.|XXXX|.-----------    Platine
-----------------------------    Alukühlkörper

Autor: uwe (Gast)
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Hallo Highstream,

so wie es Marc Seiffert schreibt klingt es eigentlich gut. Eine 
Kleinigkeit koennte man bei Bedarf noch aendern: den Kuehlkoerper so 
zurecht Fraesen das an ihm ein Stift durch die Leiterplatte durchgeht 
auf dem die LED mit der Waermeabgabeflaeche draefsitzt ohne die Beinchen 
zu verbiegen. Das ist sicher sinnvoll wenn man ohnehin einen KK passend 
dazu bauen muss und du evtl nicht auf nen Standart KK zurueckgreifen 
kannst.

Ansonnsten haette ich da noch eine andere Alternative:
Die Multilayerplatine mit einem 6-eckigen gefraesten Loch versehen in 
das eine normale Star-Platine reinpasst. Eine Einlegearbeit sozusagen. 
An den Ecken befinden sich Loecher mit denen du beide Platinen, sofern 
gleich dick, mit einer Schraube pro Ecke befestigen kannst.
Sowas haben wir uns mal (360x) von einer grossen Elektronikfirma die 
sonst hauptsaechlich die Elktronikkomponenten fuer diverse 
Schalterhersteller baut, bauen lassen. Die haben eine Sparte 
LED-Leuchten und machen da viele solche sachen. Das Prinzip duerfte sich 
also bewaehrt haben. Habe aber keine Ahnung ob die ein Patent darauf 
haben ;o)

bye Uwe

Autor: Arno H. (arno_h)
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Die Kühlflächen der Leistungsled sind leider nicht potentialfrei!
Eine Isolierung ist erforderlich.

Arno

Autor: hans (Gast)
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Ich habe mal die Variante gesehen, daß unter der LED ein Loch war und 
auf
der Unterseite der Leiterplatte ein Kühlkörper mit Stempel zur LED
montiert war.
Muss naturlich mechanisch gut angepasst sein.

gruß hans

Autor: Joe (Gast)
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Hallo,

es gibt schon super gute Lösungen auf dem Markt.
Z. B. eine besondere FR4 Platine, die bessere thermische Eigenschaften 
hat als eine MCPCB. Auch gibt es Lösungen, wo die Platine und der 
Kühlkörper eine Einheit ist. Die thermischen Werte sind super im 
Vergleich zu einer Standart MCPCB + thermische Folie + Kühlkörper.

Diese Lösungen sind aber nur für Großserien interessant.
Im Falle von größeren Mengen, kann ich gern helfen.

Gruß Joe

Autor: Arno H. (arno_h)
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Wer stellt die her, Joe?

Arno

Autor: Joe (Gast)
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Hallo Arno,

Danke für das Interesse. Da dieses Produkt vertraulich ist und nur
in Verbindung mit EMS angeboten werden kann, kann ich es hier nicht 
soeinfach bekannt geben, sorry.
Daher bitte ich Dich mir Deine Email Adresse zu schicken.

Meine Email Adresse ist: Dus05@web.de

Viele Grüße Joe

Autor: Arno H. (arno_h)
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Hat sich wohl erledigt, Chef hat abgewunken.

Arno

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