Lamerskie pytanie o XP-G, jak to się lutuje

[RobRoy]

Witam.
Jak pisałem ostatnio, z techniką LED nie miałem styczności jakieś 10 lat (od studiów) i "trochę" się zmieniło na świecie od tamtej pory.
Tak sobie czytam i czytam forum, i nie mogę znaleźć prozaicznej informacji.
Np. dioda XP-G, jak wygląda od spodu, a szczególnie jak ją się łączy elektrycznie z resztą układu? Lutuje czy jakoś inaczej? (pasty/kleje przewodzące?)

Diody LED "normalne" te które znam, mają po dwa, na ogół długie, wyprowadzenia (nóżki jak to mówią niektórzy) i te wyprowadzenia przetyka się przez laminat, lutuje z drugiej strony (ew. przewodami w powietrzu "na pająka") i działa. Podczas lutowania też trzeba było uważać, aby nie przegrzać diody.
A w przypadku np. XP-G? I jak to się lutuje, ew. inaczej łączy elektrycznie?

Sorry za takie mega lamerskie pytanie, ale nie miałem okazji mieć tego w ręku, a po 10`letniej przerwie w tego typu technice, jestem "ciut" zdezorientowany w obecnych układach i podzespołach.
Zakładam, że inne diody z serii XP wyglądają podobnie? A inne serie?

[Piotrek K.]

Np. dioda XP-G, jak wygląda od spodu, a szczególnie jak ją się łączy elektrycznie z resztą układu? Lutuje czy jakoś inaczej?

Tutaj masz pdf o lutowaniu diod z serii XP
http://www.cree.com/products/pdf/XLampX ... ndling.pdf

Najłatwiej przylutować diodę do dedykowanego MCPCB (Metal Core Printed Circuit Board)
np. coś takiego:

Zakładam, że inne diody z serii XP wyglądają podobnie? A inne serie?

Najbardziej rozpowszechniona jest seria XR (najczęściej XR-E choć są też XR-C z mniejszą strukturą świecącą). Teraz niejako na jej miejsce wchodzi seria XP (XP-C, XP-E, i najnowsza XP-G)

A tu więcej info o wszystkich diodach produkowanych przez CREE http://www.cree.com/products/xlamp.asp

Są też oczywiście inni producenci: Luminus -ostatnio zyskuje popularność z powodu dużych monolitycznych struktur świecących w ich diodach (5mm² oraz 9mm²) ; Seoul SSC; oraz jakoś mało popularny u nas Osram.

[Calineczka]

Piotrek K., napisał prawie wszystko
W praktyce jak masz osobno diodę i podłoże to najlepiej posmarować pady lutownicze cienką warstewką pasty lutowniczej i...np. na żelazko, jak się cyna roztopi dioda osiądzie sama, choć dobrze delikatnie ja docisnąc by warstewka cyny była mozliwie najcieńsza (lepsze przewodnictwo ciepła). Można podgrzewać hot-airem od dołu MCPCB np. ścisnięte w imadełku. Dobrze jest wówczas chwytaki/szczęki imadełka okleić taką specjalną taśmą odporną na wysokie temperatury zeby nam ciepła z MCPCB nie odbierało.

[RobRoy]

Dzięki Piotrek K. za chęci wyjaśnienia lamerowi ale w swej ignorancji nadal nie rozumiem.
W sensie: (na przykładzie MCPCB MEODEX) zasilanie lutujemy do dwóch z tych czterech pól oznaczonych +/-. Ścieżkami (których tu nie widać) zasilanie diody doprowadzone jest do tych dwóch wąskich pól (przypominających odwróconą zniekształconą literę "T"). Zgadza się?
W takim razie do czego to szersze środkowe pole? Li i jedynie odbiór ciepła? A jeżeli tak, to jak ciepło potem odebrać z laminatu? Gdzie, jak i do czego przykleić/przylutować radiator? Bo już się doczytałem, że XP-G przy maksymalnych dopuszczalnych prądach robi za mały piecyk.

Następna sprawa. Gdybym chciał (np. celem prób) zrobić układ "na pająka" łącząc przewodami "w powietrzu". Jak podlutować diodę? (zakładam, że byłoby to na małych prądach, aby dioda z dymem nie poszła)

Calineczka, gdy ja się w okolicach czasów szkolnych bawiłem (jako tako) elektroniką, w powszechnym użyciu był laminat przetykany (otwór w laminacie i lutowanie wyprowadzeń z drugiej strony). Montaż elementów SMD to była "wyższa szkoła jazdy", zwykłą lutownicą transformatorową nie do zrobienia. A wylutowanie pojedynczego elementu SMD z układu (bez jego uszkodzenia), to już w ogóle "mission impossible".

Mówisz, że można hotair. Właśnie wyguglałem stronki z wyposażeniem warsztatowym. Coś czuję, że znacznie taniej wyjdzie mi zamówić i kupić u kogoś światełka jakie potrzebuję, niż cena samego warsztatu średniej jakości. Przynajmniej tak szacuję.
A kasę na sam warsztat zbierałbym pewnie z rok, bo to i kredyt hipoteczny i małe dziecko (skarbonka bez dna), i inne przyjemności np. żeglarstwo. A żona nie bez powodu nazywa się "moja najdroższa"

[Piotrek K.]

W sensie: (na przykładzie MCPCB MEODEX) zasilanie lutujemy do dwóch z tych czterech pól oznaczonych +/-. Ścieżkami (których tu nie widać) zasilanie diody doprowadzone jest do tych dwóch wąskich pól (przypominających odwróconą zniekształconą literę "T"). Zgadza się?

Tak

W takim razie do czego to szersze środkowe pole? Li i jedynie odbiór ciepła?

To w praktyce najważniejsze pole. Odbiór ciepła w Power LEDach to sprawa priorytetowa. Inna bardzo ważna rzecz to zasilania stałym prądem a nie napięciem.

A jeżeli tak, to jak ciepło potem odebrać z laminatu? Gdzie, jak i do czego przykleić/przylutować radiator? Bo już się doczytałem, że XP-G przy maksymalnych dopuszczalnych prądach robi za mały piecyk.

MCPCB to metalowa płytka która służy ułatwieniu montażu diody do radiatora. Pomiędzy MCPCB a radiator dajesz pastę termoprzewodzącą i przykręcasz śrubkami lub kleisz za pomocą kleju termoprzewodzącego.
Najlepiej jest jednak lutować diodę bezpośrednio do radiatora - niestety jest to trudne i łatwiej po prostu kupić diodę zalutowaną na MCPCB.

Następna sprawa. Gdybym chciał (np. celem prób) zrobić układ "na pająka" łącząc przewodami "w powietrzu". Jak podlutować diodę? (zakładam, że byłoby to na małych prądach, aby dioda z dymem nie poszła)

Strona z plusem jest oznaczona na diodzie
fotka:

[Miodosław]

To i ja dorzucę swoje trzy grosze
Do prób (wg. mnie) nie ma sensu kupować samego emitera, z powodu problemów z lutowaniem, etc. Najlepiej kupić od razu na MCPCB w rozmiarze, który potrzebujemy(!) i z docelową optyką. MCPCB zabezpieczy diodę przed szokiem termicznym w przypadku użycia powerowego ( ) nawet przez chwilę prądu.
Jeśli jednak chcesz najpierw "pomacać", to może w okolicy znajdzie się jakiś życzliwy Światełkowiec, który "pożyczy" niepotrzebną diodę.
P. S. Zazdroszczę tego dziewiczego WOW po pierwszym odpaleniu porządnej diody z pełną mocą!

[geos]

ja mam też pytanie: jak powinno się lutować diody bezpośrednio na podłożu miedzianym lub aluminiowym? byłbym też wdzięczny za zdjęcia przedstawiające taki montaż.

pozdrawiam,
geos

[RobRoy]

Piotrek K. jestem wdzięczny za dotychczasowe wskazówki, ale albo rezystancja mojej głowy (na wiedzę) jest zbyt duża albo dokonał się postęp technologiczny tak duży, że wszystkiego muszę się uczyć od początku. Sorry
Wątpliwości ciąg dalszy.

OK. Dobrze się domyślałem przeznaczeniach padów, dwa zasilające jeden termiczny. Już w "moich czasach" w literaturze pisano, że diody świecące wymagają stabilizacji prądu, ale w praktyce wystarczał rezystor w szeregu. Z Power LED jest inaczej. To też doczytałem na forum. Im mniejsze gabaryty (XP-G jest małe) samego elementu przy podobnej mocy przekazywanego ciepła, tym strumień cieplny na złączu (odniesiony do mm2) większy.
Gdyby nie cena, srebro zamiast miedzi lepiej odprowadzało by ciepło (większa przewodność cieplna). To wszystko oczywiste.

Ale piszesz, że MCPCB to metalowa płytka? Sądziłem, że laminat pokryty miedzią. Gdzieś na forum były głosy, że obecnie stosowane MCPCB mają trudności w dobrym odprowadzeniu ciepła z XP-G.
Na foto, strona z plusem to ta strona z otworem w obudowie diody?
A te 4 kwadratowe metaliczne pola, dwa małe na górze i dwa większe na dole, można tam doprowadzić zasilanie? Nijako doprowadzić zasilanie do górnej strony diody?

Miodosław jak rozumiem dioda+dedykowane MCPCB to takie "małżeństwo z przymusu". A właśnie a propos optyki. W wielu sklepach opytka, chociaż przeznaczona do danego typu diody, to jednak jest sprzedawana osobno. Jak to się montuje do MCPCB/diody?
Ba, żebym ja wiedział jakie MCPCB potrzebuję i jaką optyką Z braku jakichkolwiek doświadczeń, w Power LED wiedzę mam (z forum) wyłącznie teoretyczną.
Oczywiście nie będę "pożyczał" od nikogo diody. Są to na tyle małe koszty (jak widziałem w net), że można przeznaczyć jeden pierwszy komplet na /testy zniszczeniowe/

Czy jest gdzies na forum temat o sposobach montażu diody bezpośrednio na radiatorze? Kiełkuje mi pewien pomysł, ale też niechciałbym "wyważać otwartych drzwi i wymyślać koła" jeżeli ktoś wcześniej to wymyslił, albo są inne lepsze rozwiązania.

[phantom]

OK. Dobrze się domyślałem przeznaczeniach padów, dwa zasilające jeden termiczny. Już w "moich czasach" w literaturze pisano, że diody świecące wymagają stabilizacji prądu, ale w praktyce wystarczał rezystor w szeregu. Z Power LED jest inaczej. To też doczytałem na forum.

Wiesz, jeśli różnica w napięciu nie jest duża to i tu dobrze dobrany rezystor nie będzie dużym problemem.

Im mniejsze gabaryty (XP-G jest małe) samego elementu przy podobnej mocy przekazywanego ciepła, tym strumień cieplny na złączu (odniesiony do mm2) większy.
Gdyby nie cena, srebro zamiast miedzi lepiej odprowadzało by ciepło (większa przewodność cieplna). To wszystko oczywiste.

Strumień cieplny zależy też od samego modelu diody, XP-G ma lepszą przewodność cieplną niż XR-E, ale taki Luminus SST-50 czy SST-90 też bije XR-E, mimo że jest od niej większy.

Ale piszesz, że MCPCB to metalowa płytka? Sądziłem, że laminat pokryty miedzią. Gdzieś na forum były głosy, że obecnie stosowane MCPCB mają trudności w dobrym odprowadzeniu ciepła z XP-G.

Tak, bo XP-G robi go trochę więcej (znosi prądy do 1,5A), ale przede wszystkim bardzo skutecznie je odprowadza.

Na foto, strona z plusem to ta strona z otworem w obudowie diody?
A te 4 kwadratowe metaliczne pola, dwa małe na górze i dwa większe na dole, można tam doprowadzić zasilanie? Nijako doprowadzić zasilanie do górnej strony diody?

Tak na oba pytania.

A właśnie a propos optyki. W wielu sklepach opytka, chociaż przeznaczona do danego typu diody, to jednak jest sprzedawana osobno. Jak to się montuje do MCPCB/diody?

Montuje się raczej w obudowie, która dociska ją do diody.

Czy jest gdzies na forum temat o sposobach montażu diody bezpośrednio na radiatorze? Kiełkuje mi pewien pomysł, ale też niechciałbym "wyważać otwartych drzwi i wymyślać koła" jeżeli ktoś wcześniej to wymyslił, albo są inne lepsze rozwiązania.

Z lutowaniem na radiator jest ten problem, że musi on być neutralny elektrycznie (co by nie zrobić zwarcia).

[Piotrek K.]

Gdyby nie cena, srebro zamiast miedzi lepiej odprowadzało by ciepło (większa przewodność cieplna).

Srebro jest tylko minimalnie lepsze od miedzi .
Największe straty w przewodzeniu ciepła są na laminacie izolującym elektrycznie miedziany pad termiczny MCPCB od metalowego (aluminiowego) podłoża MCPCB.

A właśnie a propos optyki. W wielu sklepach opytka, chociaż przeznaczona do danego typu diody, to jednak jest sprzedawana osobno. Jak to się montuje do MCPCB/diody?

Montuje się raczej w obudowie, która dociska ją do diody.

Do podstawek soczewek zazwyczaj jest przyklejona dwustronna taśma klejąca którą można przykleić optykę do MCPCB diody (lepiej jednak zadbać o bardziej solidny montaż)

Czy jest gdzies na forum temat o sposobach montażu diody bezpośrednio na radiatorze? Kiełkuje mi pewien pomysł, ale też niechciałbym "wyważać otwartych drzwi i wymyślać koła" jeżeli ktoś wcześniej to wymyslił, albo są inne lepsze rozwiązania.

Z lutowaniem na radiator jest ten problem, że musi on być neutralny elektrycznie (co by nie zrobić zwarcia).

Diody firmy CREE mają neutralny elektrycznie pad termiczny więc odizolowanie elektryczne od radiatora nie jest konieczne .


EDIT

Im mniejsze gabaryty (XP-G jest małe) samego elementu przy podobnej mocy przekazywanego ciepła, tym strumień cieplny na złączu (odniesiony do mm2) większy.
Gdyby nie cena, srebro zamiast miedzi lepiej odprowadzało by ciepło (większa przewodność cieplna). To wszystko oczywiste.

Strumień cieplny zależy też od samego modelu diody, XP-G ma lepszą przewodność cieplną niż XR-E, ale taki Luminus SST-50 czy SST-90 też bije XR-E, mimo że jest od niej większy.

phantom, piszesz o przewodności cieplnej między strukturą świecącą a padem termicznym diody, a RobRoyowi chodzi chyba o strumień ciepła i gęstość strumienia ciepła.

[Sid Gotama]

Witam

RobRoy napisał/a:
>Czy jest gdzies na forum temat o sposobach montażu diody bezpośrednio na radiatorze?

A bezpośrednio na pigule może być?

http://www.swiatelka.pl/viewtopic.php?t=3788

Wpierw nieco zdjęć bardzo ładnych cudenek z mosiądzu a nieco niżej opis i zdjęcia piguły z miedzi.

Autorem tematu jest Marian.

Pozdrawiam

[phantom]

Diody firmy CREE mają neutralny elektrycznie pad termiczny więc odizolowanie elektryczne od radiatora nie jest konieczne .

Termiczny tak, ale te "nieobojętne" po bokach są w tej samej płaszczyźnie, radiator musiałby mieć wyżłobienie tylko pod pad termiczny.

phantom, piszesz o przewodności cieplnej między strukturą świecącą a padem termicznym diody, a RobRoyowi chodzi chyba o strumień ciepła i gęstość strumienia ciepła.

Zauważ, że te wielkości są ze sobą nieco powiązane...

[Pyra]

Termiczny tak, ale te "nieobojętne" po bokach są w tej samej płaszczyźnie, radiator musiałby mieć wyżłobienie tylko pod pad termiczny.

Tylko, że najważniejszy, pod względem termicznym, jest pad termalny, jeśli jest on obojętny elektrycznie, wtedy można lutować go bezpośrednio do radiatora/piguły mających styk elektryczny z obudową lub innymi diodami.
Co do montażu, to wystarczą małe zagłębienia pod pady elektryczne, lub osadzić diodę padem termalnym na małym słupku, o przekroju pada termalnego i lutować bezpośrednio.

Zauważ, że te wielkości są ze sobą nieco powiązane...

Owszem, ale znacznie zmniejszona rezystancja termiczna XP-G pozwala transportować ciepło z mniejszymi stratami, prze co możemy podobną moc strat odprowadzić przez mniejszą powierzchnię.

Pozdrawiam

[geos]

o ile mniej więcej lepsze jest odprowadzanie ciepła przy montażu bezpośrednio na metalu względem montażu na eMCePeCeBe i dalej do radiatora? czy zapoznał się ktoś z wynikami takich pomiarów i może podać linka? z jakimi różnicami procentowymi należy się liczyć? ewentualnie jak przekładają się te dwa rodzaje montażu na np. wielkość radiatora? lub ogólnie, na jakie niekorzyści/korzyści konstrukcyjne ma wpływ każdy z montaży?

pozdrawiam,
geos

[Pyra]

Witam
Teraz nie mogę znaleźć tego tematu (pamięć już nie najlepsza ) ale midi, robił takie porównania i jeszcze ktoś użył nawet "płynnego metalu" do przyklejenia diody na radiatorze.
Lutując diodę bezpośrednio do radiatora, pomijasz rezystancję termiczną izolatora (np FR4) stosowanego do izolacji elektrycznej padów.

Pozdrawiam