diy radiator de cupru pentru leduri de putere

[Voltus]

Va prezint o metoda ieftina dar foarte eficenta de realizare a radiatoarelor pentru leduri de putere . Multumesc userului maxim_sedilec care a avut amabilitatea de a-mi pune la dispozitie mai multe leduri CREE de tipuri diferite .

Exista mai multe solutii ieftine de realizare a sistemului de racire al acestor led-uri . Chiar in specificatiile celor de la CREE se prezinta cateva metode si teste :

 

- se foloseste cablaj FR4 dublu placat ( de grosime mica , circa 0.8mm ) dar la care se practica un numar de treceri metalizate umplute apoi cu fludor .Gaurile au diametru mic ( circa 0.7mm) si sunt in numar de peste 7 , plasate chiar sub thermal-padul ledului . Solutia este ieftina dar nu se poate realiza la nivel de amator fara a apela la o firma specializata in producerea PCB-urilor . Eficenta racirii este medie deci este loc si de mai bine .

 

- urmatoarea solutie testata este cea a MCPCB ( Metal Core PCB ) . Aceasta presupune folosirea unui substat de Aluminiu ( mai rar cupru ) peste care se depune un material dielecric iar apoi urmeaza traseele de cupru propriuzise si soldermask-ul . Solutia aceasta de racire este mai buna decat cea anterioara insa depinde si de implementare . Unele firme au folosit ca dilectric un material asemanator fibrei de sticla care are rezistivitate termica mare => scade eficenta racirii . De asemenea , soldermask-ul contribuie negativ la realizarea disipatiei termice .

 

- solutia "homemade" care consta in lipirea directa a thermal-padului de suprafata de Cupru a radiatorului . Se obtine o racire superioara MCPCB-ului rezistenta termica intre sursa de caldura (LED ) si radiator fiind minima .

Pentru aceasta avem nevoie de niste tabla de Cupru de grasime 1-2mm din care confectionam urmatoarele doua piese :

Tabla trebuie sa fie dreapta , neteda si o vom curata cu smirghel de granulatie 400 inainte de a o acoperi cu un strat subtire de fludor . Ambele piese vor fi curatate si acoperite cu fludor inainte de lipirea finala .

Mai trebuie o bucatica de cablaj de grosime similara tablei de Cupru care se va lipi de baza de cupru ( ulterior reflow-ului pentru a nu distruge adezivul ) folosind un adeziv .

 

 

Metoda poate fi aplicata LED-urilor CREE XP-G XR-E XM-L si altor LED-uri la care dispunerea pinilor o permite .

 

Ceva similar am gasit aici http://budgetlightforum.com/node/11818 .Se prezinta si un rezultat comparativ intre MCPCB de aluminiu si acest radiator de Cupru care scoate in evidenta superioritatea radiatorului de Cupru .

[Voltus]

Intai cositorim cele doua piese de cupru una de cealalta prin reflow ( am folosit o plita electrica de mici dimensiuni care aduce fludorul la temperatura de toprire in circa 2 min ) . Lasam plita sa se raceasca si lipim LED-ul tot prin reflow . Daca temperatura este controlata corect LED-ul nu pateste nimic , este suficent de rezistent .Folosim un fludor cu temperatura cat mai mica de topire .

Deci pe pozitionam pasta de lipit in locul in care urmeaza a lipi LED-ul , asezam LED-ul peste pasta si punem tot ansablul pe plita rece . Urmeaza apoi procesul de incalzire si lipirea propriuzisa care trebuie sa dureze cateva secunde din momentul topirii fludorului . Cu o penseta indepartam radiatorul de Cu de pe plita si il asezam pe o bucata de lemn ( sa avem o racire lenta => prevenim microfisurile ) .Cat inca intreg ansamblul este fierbinte presam LED-ul a.i. excesul de aliaj de lipit (daca exista )sa iasa afara . Se obseva ca thermal-padul LED-ului va face contact electric cu terminalul "-" si cu intrega suprafata de Cupru .In acest mod micsoram rezistenta termica si racirea va fi mai buna .

Dupa racirea radiatorului lipim bucatica de cablaj la locul ei ( am fol Prenandez ) si lipim si terminalul "+" al ledului la aceasta .Am fol o foita de Cupru (ajuta la transferul termic) pentru aceasta dar puteam folosi si lita sau doar fludor .

[Vizitator tyc]

In nici un caz nu se arunca ledul in cositorul topit ! Ledul e rece (la temperatura camerei) iar cositorul la 180C ,diferenta de temperatura avariaza (fisureaza) cristalui din interiorul ledului - daca functioneaza ledul ,e pt putin timp .

Procedura descrisa pt lipirea ledurilor e partial corecta ; diferente constau in faptul ca nu se foloseste fludor ci numai pasta de lipit cu continut de argint si/sau cupru ,temperatura trebuie controlata strict pt a nu depasi 260C (si 260C numai 5s) si suprafetele de contact sa fie perfect plane -cositorul are conductivitatea termica redusa.

Intrebare cu raspuns :

I:-Cum se lipeste un led Cree XP-G de radiator ?

R:-Prin procedura descrisa mai sus dar pe MCPCB - daca ledul ar avea padurile electrice pe cealalta parte si poate lipi direct pe o tablita de Cu ,tablita care se gaseste pe eBay sub denumirea de pad pt inbunatatirea raciri procesoarelor de laptop.

Conexiunile se pot face prin alta tablita de Cu dar taiata in doua ,o jumatate pt anod si cealalta jumatate ,izolata,pt catod .

Prenandezul rezista la 80C?

[Voltus]

Rezista prenandezul la 80C insa nici nu am de gand sa folosesc LED-ul in cuptor ! La temperatura ambianta de 20-25C temperatura "miezului" de cupru pe care este lipit LED-ul nu depaseste 42C nici daca "overclockez" LED-ul ( in conditiile in care am atasat un alt radiator (Aluminiu ) la baza de cupru , drept vaselina siliconica am folosit pasta de dinti ).Dimensiunile generoase al bazei de Cu fac ca transferul termic sa fie foarte bun . In datasheet se specifica la procedura de lipire intre 10-40sec la 260C (fara plumb ) dar practic cu cat mai putin cu atat mai sanatos pentru LED . Am vazut proceduri mai aventuroase de lipire a unui XP-G direct pe radiator .Mai intai se polizau cele 4 treceri metalizate de pe dosul led-ului sau chiar se mergea cu polizatul pana se subtia substratul ceramic .Conexiunile electrice se fac pe partea frontala a ledului . Ca rezultate , LED-ul suporta curenti cu circa 160% mai mari temperatura pastilei e mai mica si creste numarul de lumeni emis ( nu mai retin cu cat ) .

[Vizitator tyc]

Ledurile se incalzesc uneori la 80C - de exemplu daca bate soarele pe el si se incalzeste (de la sore ) la 45C ,in functionare ajunge la 80 .

In datasheet se recomanda temperaturile folosite in procedura de lipire (pag 8) http://www.cree.com/~/media/Files/Cree/ ... ampXPG.pdf iar la pag 10 sant si padurile 3 la numar pe care pe tot poti poliza ca raman trecerile metalizate la anod si catod .Asa ca degeaba te tot chinui sa polizezi pt indepartarea padurilor (din 3 ramin doua cu contacte electrice -Luca si Matei !) dupa trebuie sa folosesti mica si ce ai castigat la pod ai dat la vama.

Cat despre materiale ,pasta poti sa iei si de la TME (ESAC 305) ,MCPCB tot de acolo (placa bruta) sau de la Zexstar star gata facut 1 buc cu 3 lei sau gasesti la chinezi cu 0,3 lei la aceeasi calitate iar cu un tub de ESAC de 8g si o placa bruta de MCPCB umpli casa ta si si a vecinilor cu leduri (+ la acvariu) .

Tenhica folosita de tine am utilizat-o la Cree MP-L ,Osram Dragon, ... .

[Dr.L]

Pasta de dinti in loc de vaselina siliconica? Mai bine nu puneai nimic!!

[Vizitator tyc]

Ca prinde bine si aia dar numai la suprafete rugoase ,pe suprafete oglinda inrautateste situatia.

[Voltus]

"Mai bine nu puneai nimic!!" Nu e chiar asa .Aerul este un foarte bun izolator termic .Aproape orice material poate fi pus intre sursa de caldura si radiator si tot e mai bine decat aer . Poate ai sa razi dar am folosit la niste 2n3055 care disipau cam 40W niste vaselina auto ordinara si foita de mica .Rezultatele au fost surprinzator de bune si stabile in timp .Dupa 2ani inca functionau foarte bine fara sa se ambaleze termic . Am folosit si Arctic Silver 5 si Ceramique care sunt paste termoconductoare foarte bune dar care nu prea isi au rostul la niste 2N3055 . Pentru un test rapid merge si pasta de dinti mai ales ca e o 'placere' sa cureti ArcticSilver de pe radiator .

[Vizitator tyc]

Artic Silver se spala cu IPA ,Ceramiq trebuie sa fie tot asa .2N3055 se strand pe radiator cu surub de arunca vaselina afara ,oricare ar fi .

[Dr.L]

Si eu am pus trz pe radiatoare fara nimic intre si au functionat bine mersi...dar nu asta e ideeaIdeea e ca pasta de dinti mai mult incurca,ingreunand contactul metal-metal (la fel ca si vaselina in exces).

[Vizitator tyc]

Pasta de dinti de calitate e destul de fina si contine destul electrolit pt un transfer termic bun . Mai bine nu o folosesti rezultatul cu sau fara e cvasiegal .

[nicul]

dupa pasta de dinti, mai ramane sa va pishu pe ele, ca e the best pentru inlaturarea oxizilor.La chestia cu 'mai bine nu puneai nimic' dr-ul a nimerit-o. am intalnit in procesul de productie al unei companii foarte serioase chestia asta. intre pcb-ul cu aluminiu si radiator nu se punea nimic, nu din considerente de costuri ci pentru ca studiasera problema si concluzia a fost ca se produce o contaminare a ledului cu efecte mai paguboase decat ce se pierde printr-o rezistenta termica in plus.asa ca chestie, printre materialele incercate a fost si folia de grafit, foarte bun , chiar spectaculos in anumite conditii.

[Vizitator andreimihai3]

Pasta de dinti vs. vasilina siliconica? Imi trebuia vasilina la un aer conditionat la imbinari; neavand am pus pasta de dinti insa data imediat urmatoare am mers fara, strangand bine din cheie. Daca fetele sunt plane, slefuite, merge si fara pasta, cum spunea Dr.L; 2N3055 intr-adevar scoate pasta pe lateral, ca sa nu mai zic de un ASZ15 cu sasiu dublu ca grosime. (Un ASZ e strans bine putin inainte sa rupi filetul de 4 cu patentul).@nicul-cand vad cate sute de tipuri de pasta termo exista, si la ce preturi, deja ma gandesc la oportunitati de afacere.Intre 2 placi de Cu ieftin si eficient ar fi sa le fixezi cu suruburi mici tot din Cu din loc in loc.

[Vizitator tyc]

Doua placi de cupru mai bine le cositoresti decat sa tot pui la suruburi .Si iese si mai bine ,deoarece cositorul are 66,8W/mK fata de 9,5W/mK cat are o pasta termica de calitate si nu se foloseste cositor pur ci un aliaj care mai contine Ag si Cu . La multe laptopuri e folosita aceasta tehnica .La imbinari vaselina se pune pt a permite centrarea suprefetelor conice prin alunecare ,rol de lubrefiant.