Platine für Cree-LED

JuergenH · 4. Februar 2007

Hallo.

bei http://www.led-tech.de/de/High-Powe...tine-fuer-8-High-Power-LEDs-LT-938_55_81.html

gibt es Platinen zur Montage aller gängigen Leistungs-LEDs. Die soll auch für die Cree passen. Allerdings erkennt man auf den Bildern, dass die Leiterplatte flach auf dem Alu-Profil aufliegt.

Somit würden die Lötflächen der Cree zwar auf der Platine landen, aber die zu kühlende Unterseite würde mit dem Abstand der Platine ÜBER dem Aluprofil schweben. Also ergäbe sich damit kein sonderlich guter Kontakt. Die 0,8 mm mit Wärmeleitkleber zu füllen, ist auch nix.

Hat jemand diese Platinen schon mal verwendet? Gibt es schon Erfahrungen?

Gruß

Jürgen

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Platine für Cree-LED .

Bergnafahre · 4. Februar 2007

JuergenH schrieb:
Somit würden die Lötflächen der Cree zwar auf der Platine landen, aber die zu kühlende Unterseite würde mit dem Abstand der Platine ÜBER dem Aluprofil schweben. Also ergäbe sich damit kein sonderlich guter Kontakt. Die 0,8 mm mit Wärmeleitkleber zu füllen, ist auch nix.

/quote]

Hallo
Wie kommst Du da drauf?
Die Platinenoberseite ist doch völlig Plan wie die LED-Rückseite doch auch.
Oder machst Du zwischen Platine und LED einen Lötboppel umdie LEDs anzulöten

Gruß Armin

MTB-News.de

Mit_mir_nicht! · 4. Februar 2007

Hallo Jürgen,

Erfahrung habe ich auch nicht mit der Platine und das mit der unterschiedlichen Höhe habe ich auch noch nicht bemerkt.

Löten wird schwierig, hier ist eine Heißluftpistole gefragt. Wärmeleitkleber hätte ich nicht verwendet, ich würde die Stellen vorverzinnen. Das nun eine Höhenunterschied besteht bedeutet mehr Zinn.

Habe dieses Gestern an einer Soeul Star Platine angewendet, die Platine von unten mit der HPistole erwärmt die alte defekte Led entfernt, die Stellen neu verzinnt ( wichtig nicht zu viel). Nochmals erwärmt und die neue LED aufgesetzt und wieder von unten Wärme zugeführt. Ist das Zinn flüssig sackt die Led ins Zinn.

Nachteil der Cree, die Anschlußpole sind ebenfalls auf der Platine. Diese müssen auch Wärme abbekommen. Der Vorteil der Cree ist die Primäroptik, es ist ein Quarz/Glas-Optik und kann auch Wärme von oben abbekommen. Somit lassen sich auch die Anschlusspole von obern erwärmen, wenn es nicht ausreicht. Bei der Silikon-Optik der Soeul ist dieses nicht zu empfehlen.

MMN

JuergenH · 5. Februar 2007

Hab ich mich doch tatsächlich unklar ausgedrückt?? Egal, unten seht ihr, wie ich mir den Design vorstelle.

Rechts sieht man, wie ich das mit eigenen Mitteln lösen werde.

Gruß

Jürgen

TinoKlaus · 5. Februar 2007

ich verstehe was du meinst, auf den fotos bei ledtech kann mans kaum erkennen, dass da ja wie in deiner veranchaulichung ein freiraum bleibt.

man könnte die unterseite der cree bearbeiten, finde ich aber net so toll. so richtig fällt mir jetzt auch keine lösung ein. die starplatinen find ich da persöhnlich etwas besser, obwohl es trotzdem kniffelig ist, eine cree xr-e darauf zu löten, da die ja keine beinchen hat. momentan sitz meine ohne platine im prototyp, allerdings mit wärmeleitklebepad. kann man die kontakte auf der unterseite abschleifen, sodass man die led direkt auf den kühlkörper pflanzen kann? wenn ja dann braucht man bei denn cree xr-e's keine platine denn man kann ja die oberen kontake nehmen und unten ist dann alles schon elektrisch neutral.

deine eigene entwicklung stellt mir noch ein paar fragen? wozu die rillen, willst du von unten die kontakte verlöten? fertigst du das profil dann selbst?

gruß Tino

JuergenH · 5. Februar 2007

SektSchlampe schrieb:
wozu die rillen, willst du von unten die kontakte verlöten? fertigst du das profil dann selbst?

gruß Tino

Hallo Tino,

ich möchte auf der Oberseite nicht löten, weil dann die Optik nicht richtig sitzt. Die Rillen sollen einfach die angelöteten Kabel plus Lötstelle aufnehmen.

Das ist ein Alu-Rechteckprofil mit 20 mm Breite und 5mm Höhe. Etwas oversized, aber da die Crees flacher sind, kann man das gut verkraften.

Den Schlitz will ich mit der Säge markieren und dann mit Schlüsselfeilen ausarbeiten. Müsste in einer halben Stunde erledigt sein.

Dann wird das Ganze mit zwei Schrauben in eine Kuperendkappe geschraubt. Die Unterseite des Aluprofils bekommt sicherheitshalber noch eine Isolation aus Silikonfolie.

Ach ja, die Cree werde ich wohl mit UHU Plus auf das Alu kleben.

Gruß

Jürgen

TinoKlaus · 5. Februar 2007

Hört sich sehr gut durchdacht an, vielleicht kann ich das mit in mein neues geplantes gehäuse übernehmen.

vielleicht kann man mit der trennscheibe vom dremel den vorgang ein wenig beschleunigen und nur die letzten schliffe mit den schlüsselfeilen durchführen, kommt auf die spaltbreite an?

das mit der höhe müsste ja noch in die kappe passen, dann dürfte die optik doch bündig abschließen.

ist der uhu plus, ein wärmeleitkleber oder an welchen stellen verklebst du?

gruß Tino

JuergenH · 6. Februar 2007

SektSchlampe schrieb:
ist der uhu plus, ein wärmeleitkleber oder an welchen stellen verklebst du?

gruß Tino

UHU Plus ist ein guter Wärmeleiter, daher möchte ich ihn nutzen, um die LED flächig auf das Alu zu kleben.

Gruß

Jürgen

TinoKlaus · 6. Februar 2007

@JuergenH

lässt sich der kleber irgendwie wieder auflösen? , falls man die led wechseln möchte.
oder reicht eine bestimmte scherkraft um die led sozusagen runterzureißen?

gruß Tino

JuergenH · 6. Februar 2007

Nee, das geht dann nicht mehr. Aber was du damit aufgibst, ist eigentlich neben der LED nur noch das kleine Stückchen Alu, also kein großer Verlust, würde ich mal sagen.

Daher will ich ja das Alu-Stück schraubbar machen. So kann ich es, so wie bei den Star-Gehäusen schön die LED wechseln. Das habe ich zwar noch nie gemacht (bei mehr als 5 Komplett-Lampen, die ich bisher gebaut habe), aber man weiß ja nie.

Mich würde es halt reizen, meine Mobdar-Lampen mir den Crees 'upzugraden', sorry, zu verbessern.

Gruß

Jürgen

TinoKlaus · 6. Februar 2007

Wieso die crees und net die SSC? gibts denn jetzt schon brauchbare optiken bzw. einen gelungen mod für die vorhanden optiken?

gruß Tino

MTB-News.de

Tilux · 6. Februar 2007

Hallo,

hat jemand schon einmal versucht, die Cree auf Kupfer zu löten? Meine Alu-Balken sehen etwa so aus wie die von Jürgen, allerdings 3mm stark und für die Kontakte tailliert und nicht geschlitzt. Man könnte auch durchbohren und feilen oder fräsen.

Gruß Tilux

Tilux · 8. Februar 2007

Tilux schrieb:
Hallo,

hat jemand schon einmal versucht, die Cree auf Kupfer zu löten?

Dass bis jetzt niemand geantwortet hat, läßt mich vermuten, dass meine Frage eine exaktere und ausführlicherere Ausarbeitung vertragen könnte:

Ich möchte die Cree mit der Wärmeleitfläche auf ein 3-5mm starkes Kupferblech löten. Ich verspreche mir durch die höhere Wärmeleitfähigkeit des Kupfers gegenüber Aluminium und die (von mir so angenommene) höhere Wärmeleitfähigkeit von Lötzinn gegenüber Epoxikleber (liege ich da richtig?) ein besseres Wärmemanagement und damit u.a. eine größere Helligkeit.

Probleme sehe ich darin, das Kupfer (knapp 1cm^3) mit dem Kolben zu erwärmen (wieviel Watt brauche ich, nehme ich Heißluft oder die Flamme?).

Wenn dann die vorverzinnte Fläche zu fließen anfängt und ich die LED aufsetze, wie verhindere ich deren Überhitzung? Wie und wie schnell darf ich nach Aufsetzen der LED auf die Lötfläche abkühlen? An welcher Kurve in

http://www.cree.com/products/pdf/XLamp7090XR-E.pdf

soll ich mich orientieren (Seite 6/10), an der für Lötzinn oder für bleifreies Lötzinn (ich verwende natürlich bleihaltiges Lötzinn)?

Grüße Tilux

TinoKlaus · 9. Februar 2007

mhhh, also ich nehme wärmeleitpaste und damit die da bleibt wo sie ist fixiere ich die led bzw. die platine rundum mit epoxykleber. es gibt natürlich auch wärmeleitkleber, aber deren effizienz kenn ich nicht. die wärmeleitpaste die ich benutzte ist die artic silver 5 und bei den OC-lern beliebt, gegenüber dem weißen zeugs sind z.b. bei einem athlon 1000C (ach das waren noch zeiten :lol:

) 5°c weniger temp drin.

das löten klingt nach einer gelungen lösung, wenns ohne schäden funktioniert.
am besten is mit ner lötstation und eingestellter temperatur, oder man weiß halt wie heiß der lötkolben wird.

ich probier morgen mal ein bissl rum.

gruß Tino

raymund · 9. Februar 2007

Das Auflöten der LED ist natürlich eine feine Sache, man muss dabei aber beachten, daß die unterseitige Kontaktierung nicht kurzgeschlossen wird.

Das Abschleifen der Kontaktflächen ist zwar möglich, macht aber den Vorteil zunichte, die LED auf einer passenden Platine in einem Arbeitsgang anzuschliessen und zu befestigen.

Bei den Crees ist es dringend zu empfehlen sie von unten anzuschliessen, da die Oberseite der Keramikplatte als Auflagefläche für Optiken gebraucht wird.

Gruß
Raymund

JuergenH · 9. Februar 2007

Tilux schrieb:
Dass bis jetzt niemand geantwortet hat, läßt mich vermuten, dass meine Frage eine exaktere und ausführlicherere Ausarbeitung vertragen könnte:

Ich möchte die Cree mit der Wärmeleitfläche auf ein 3-5mm starkes Kupferblech löten. Ich verspreche mir durch die höhere Wärmeleitfähigkeit des Kupfers gegenüber Aluminium und die (von mir so angenommene) höhere Wärmeleitfähigkeit von Lötzinn gegenüber Epoxikleber (liege ich da richtig?) ein besseres Wärmemanagement und damit u.a. eine größere Helligkeit.

Probleme sehe ich darin, das Kupfer (knapp 1cm^3) mit dem Kolben zu erwärmen (wieviel Watt brauche ich, nehme ich Heißluft oder die Flamme?).

Wenn dann die vorverzinnte Fläche zu fließen anfängt und ich die LED aufsetze, wie verhindere ich deren Überhitzung? Wie und wie schnell darf ich nach Aufsetzen der LED auf die Lötfläche abkühlen? An welcher Kurve in

http://www.cree.com/products/pdf/XLamp7090XR-E.pdf

soll ich mich orientieren (Seite 6/10), an der für Lötzinn oder für bleifreies Lötzinn (ich verwende natürlich bleihaltiges Lötzinn)?

Grüße Tilux

Überhaupt kein Problem: fast alle meine SMD-Platinen löte ich in einem Rutsch mit Heißluft.

In deinem Fall würde ich es genauso machen: alle Lötflächen mit Lotpaste bestreichen, besonders natürlich die Rechteckfläche direkt unter dem Chip. Dann auf ein Drahtgitter legen und von unten mit dem Heißluftfön erwärmen. Erst mit 30..50 cm Abstand, dann ruhig näher ran. Wenn du einen Tropfen Lotpaste auf der freien Kupferfläche als Kontroll-Bobbel hast, kann fast nichts schief gehen.

Dann siehst du, wie die Paste sich grau färbt, und dann wird sie schlagartig flüssig.

Anschließend noch wenige Sekunden nachheizen, falls nicht überall die Hitze hingekommen ist. Dann in Ruhe abkühlen lassen, fertig.

Der Vorteil der Paste: mit der kannst du die LED förmlich ankleben. Sonst bräuchtest du einen speziellen Kleber.

Es gibt Freaks, die benutzen ausrangierte Teflon-Pfannen, um damit auf dem Herd Platinen zu löten. Geht auch.

Ich bin übrigens am Überlegen und Rechnen, ob es nicht reicht, die Cree auf eine dünne (=0,5mm) Platine zu löten (mit dem gleichen Verfahren wie beschrieben), und diese Platine in die Kupferkappe zu kleben.

Gruß

Jürgen

Mit_mir_nicht! · 10. Februar 2007

Hallo,

habe die Platine nun vor mir liegen. Mußte nun auch feststellen, dass es mit den Abständen sehr eng wird. Für mich hat es auch den Eindruck, dass die Kühlfläche der Cree breiter ist als die der Platine (1-2/10mm). Dazu kommt noch der von JuergenH angesproche Höhenunterschied. Was bei der Soeul bestens funktioniert hat, ist bei der Cree nicht so anwendbar.

Ich hoffen JuergenH hat auf seine Idee kein Patent angemeldet. Habe es mal für mich umgesetzt, der Prototyp ist schon Einsatzt zum Optik testen. Das Final ist auf den Bild zu sehen und kommt ins Gehäuse von @raymund.

MMN

MTB-News.de

JuergenH · 10. Februar 2007

Mit_mir_nicht! schrieb:
Ich hoffen JuergenH hat auf seine Idee kein Patent angemeldet.
MMN

Sorry, leider schon passiert. Alles bereits weltweit patentrechtlich geschützt

(Nr. P.L.A.G.I.A.T-0815.4711). Ich werde aber auf rechtliche Schritte verzichten, wenn du mir so ein paar schöne Frästeile zuschickst...

Spass beiseite, genau so hatte ich mir das vorgestellt, wirklich super, wie du das umgesetzt hast! Wenn du auch vorhast, Raymunds Gehäuse einzusetzen, wäre der nächste Schritt, in dem nötigen Deckel mit 39,5mm Durchmesser eine solche Kontur auf der Innenseite zu fräsen, fertig wäre der Cree-Raymund-Gehäuse-Deckel.

Gruß

Jürgen

Tilux · 10. Februar 2007

@Jürgen:

vielen Dank für die präzise Anleitung, werde das 'mal mit "dickem" Kupfer probieren.

Gruß Tilux

P.S. Warum willst Du an der Materialstärke sparen? Gewichtsprobleme?

JuergenH · 11. Februar 2007

Tilux schrieb:
@Jürgen:

vielen Dank für die präzise Anleitung, werde das 'mal mit "dickem" Kupfer probieren.

Gruß Tilux

P.S. Warum willst Du an der Materialstärke sparen? Gewichtsprobleme?

Nein, das nicht. Ich habe nur sehr viel Erfahrung mit Platinen und dem Drauflöten von SMDs, daher mein Bestreben, bei dieser Technik zu bleiben.

Da das Platinenmaterial eher ein Wärme-Isolator ist, sollte man versuchen, möglichst dünne Platinen zu nehmen. Solche Überlegungen gibt es übrigens auch schon in der Industrie: http://catalog.osram-os.com/media/_en/Graphics/00017064_0.pdf oder http://www.iisb.fraunhofer.de/de/arb_geb/pub_les/02_03.pdf

Beide sehr interessant.

TinoKlaus · 11. Februar 2007

Spass beiseite, genau so hatte ich mir das vorgestellt, wirklich super, wie du das umgesetzt hast! Wenn du auch vorhast, Raymunds Gehäuse einzusetzen, wäre der nächste Schritt, in dem nötigen Deckel mit 39,5mm Durchmesser eine solche Kontur auf der Innenseite zu fräsen, fertig wäre der Cree-Raymund-Gehäuse-Deckel.

So z.b.: deckelmodell für cree xr-e in raymunds gehäusen

Da ich keine raymundgehäuse verwende werde ich davon auch keinen prototypen bauen, ist aber bestimmt ne nette anregung. Als material würde ich kupfer empfehlen.
Die einfräsung ist ungefähr 3,5mm breit und 2mm tief, dies sollte für die verkabelung ausreichen. auf der rückseite kann man ja falls nötig noch rillen reinfräsen, wobei die cree ja nicht so das heizkraftwerk ist.

mir war so als würde sich die höhe einer mobdar optik ändern wenn man sie so bearbeitet, dass sie mit einer xr-e funktioniert :confused:

, wenn ja dann könnte man diesen höhenunterschied ja mit dem deckel begleichen, in dem einfach der punkt auf dem die led aufgelötet wird die nötigen millimeter herraussteht.

aber mir fällt grad auf, dass die höhe sowieso neu bestimmt werden muss, da die cree ja weitaus niedriger ist als ne luxeon mit starplatine.

wenn man aus einer normalen platine sich kontaktleisten ausschneidet, dann könnte man auf diese weise sogar die emitter von SSC und lumiled direkt ohne die starplatine auf den deckel aufbringen. wäre immerhin eine schicht weniger die zwischen kühlkörper und led ist.

und durch die "verzinnen&anlöten-technik" ist es ja auch möglich die emitter zu tauschen.

gruß Tino

Tilux · 11. Februar 2007

JuergenH schrieb:
Da das Platinenmaterial eher ein Wärme-Isolator ist, sollte man versuchen, möglichst dünne Platinen zu nehmen.

.. oder auf das "Platinenmaterial" ganz zu verzichten und dafür den wirksamen Kupferquerschnitt zu vergrößern.

JuergenH schrieb:
Solche Überlegungen gibt es übrigens auch schon in der Industrie: http://catalog.osram-os.com/media/_en/Graphics/00017064_0.pdf oder http://www.iisb.fraunhofer.de/de/arb_geb/pub_les/02_03.pdf

Die arbeiten ja auch mit Kupferdurchbrüchen quer durch die Platine (thermal vias). Abzuklären bliebe lediglich noch, welchen Vorteil in der Wärmeleitung Löten gegenüber Kleben erbringt, hast Du da irgendwelche Links?

Gruß Tilux

Mit_mir_nicht! · 11. Februar 2007

JuergenH schrieb:
Spass beiseite, genau so hatte ich mir das vorgestellt, wirklich super, wie du das umgesetzt hast! Wenn du auch vorhast, Raymunds Gehäuse einzusetzen, wäre der nächste Schritt, in dem nötigen Deckel mit 39,5mm Durchmesser eine solche Kontur auf der Innenseite zu fräsen, fertig wäre der Cree-Raymund-Gehäuse-Deckel.

Gruß

Jürgen

Der Gedanke ist mir auch schon durch den Kopf gegangen, habe diesen dann aber wieder fallen gelassen um es doch mit PCB (Thema Multiline) zu realisieren.
Grund: Die Position der kleineren Cree in der Modbar ist wichtig, sie muss genau sitzen um die gewünschte Ausleuchtung zu erhalten. Sitz die Cree fest auf den Kühlkörper, ist dieses nicht mehr möglich.
Für die Zukunft möchte ich aber auch flexibel sein, wenn Soeul, Luxeon oder .... die nächsten Generationen auf den Mark bringen, muss wieder eine neuer Kühlkörper her.

Für die Wärmeableitung ist die direkt Befestigung natürlich besser.

MMN

raymund · 12. Februar 2007

Mal kurz zur Info fuer diejenigen, die eine Cree in eines von meinen Gehaeusen bauen wollen.
- Eine Luxeon mit Mobdar drauf hat eine Gesamthoehe von 21,4mm.

- Die Cree mit gekuerzter Mobdar hat eine Gesamthoehe von 17,8mm, wobei hier noch keine Platine verbaut ist, die Mobdar liegt auf dem Metallring auf.

- Die gekuerzte Mobdar selbst hat 15.4mm Hoehe,
- die ungekuerzte 17.95mm.
Sinnvoll waere es allerdings, die Mobdar nur soweit zu kuerzen, dass sie auf der Keramikplatine aufliegt. Da die Keramikplatine 0.8mm dick ist, ergibt sich damit fuer die Mobdar eine neue Gesamtlaenge von 17mm.
Eine kurze Bohrung vom Durchmesser des Metallringes (1.6mm dick) wuerde dann fuer eine Zentrierung sorgen.

Gruss
Raymund

Mit_mir_nicht! · 12. Februar 2007

Hallo,

zum thermischen Verhalten der Trägerplatinen habe ich mal mit der Thermokamera Bilder aufgenommen.

Testkühlkörper mit Cree XR-E links und der Soeul P4 rechts ...

Thermobild (Betriebszeit nach 10min; 3,7V 1000mA je Led)

Thermobild Cree XR-E
- man beachte die Erwärmung der Kabel an den Anschlußpolen
und die erwärmte Fläche in den Einkerbungen ....

Thermobild Soeul P4

Testumgebungstemperatur 18°C

Farb- und Temperaturdeutung !
Die Min/Max Temperatur steht rechts, der Temperaturverlauf ist linear zum Farbspektrum ...

MMN

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