Einsatz von Platinenmaterial mit Alu-Kern

Hallo Freunde

Ich baue für die Beleuchtung meines Modellsegelbootes kleine Leuchtkörper mit LEDs im PLCC6-Gehäuse, also etwa 7x6 mm groß und für bis zu 350 mA geeignet.
Die kleinen Platinen, 7x19 mm werden an beiden Ende je mit einem Messingblock verlötet, über den auch der Strom der LED zugeführt wird.
Jetzt meine Frage, da ich gerade die neue Version meiner Leuchten bauen will:
Ich habe die Platinen von Conrad gekauft mit dem Alu-Kern und beidseitiger photo beschichteten Kupfer Auflage. Nun ist mir aber siedend heiß eingefallen, dass der Alu-Kern der Platinen ja leitend ist, eben da er ja die Wärme ableiten soll. Wie kann ich die Platinen so mit dem Messing Block verbinden, das der Alu-Kern zwar die Wärme an den Messingblock ableitet, aber eben nicht elektrisch leitend ist!
Folgend einige Bilder zur Erläuterung:

Hier eine Aufnahme des Films der Platine in den Leuchten. Abmessung 7 x 19 mm

Bild hier  

Hier eine technische Zeichnung mit der Seitenansicht, bei der man erkennt, das die Messingblöcke, 5 x 5 x 7 mm, eine Nut haben in der die Platine in der Vorrichtung zum Löten eingelegt wird und der Lötzinn dann im Pizza-Reflow-Ofen in die Fuge zwischen Platine und Messingblock fließt und so eine elektrische Verbindung herstellt. Das blöde ist aber, das bei der Platine mit Alu-Kern der Alukern ja ebenfalls von Lötzinn benetzt werden dürfte, Kapillarwirkung und Oberflächenspannung des flüssigen Lotes. Dadurch entsteht aber ein Kurzschluss da der Alukern ja mit beiden Messing Blöcken in Berührung kommen könnte!

Hier noch das Bild mit den Platinchen der ersten Generation:

Bild hier  

Bild hier  

Bild hier  

Hat jemand Erfahrung im Einsatz dieser speziellen Wärme leitenden Platinen?
Hat jemand einen Rat wie ich die Platine mit Alu-Kern nutzen kann und die Wärme in die Messingblöcke ableiten kann, ohne das ein Kurzer entsteht?
Die Messingblöcke werden an eine Vorrichtung im Boot geschraubt, welche die Wärme in die Alu-Konstruktion des Decks leitet und dabei mit Glimmer-Plättchen elektrisch isoliert wird. Diese Glimmerplättchen dürften aber hier nicht einsetzbar sein, oder?
Da ich 50Stück davon bauen werde und jede LED etwas über einen Euro kostet, die Vorrichtung zum Löten ja auch schon 18 Stück aufnimmt, möchte ich möglichst keine Lehrgeld bezahlen müssen!

Schon mal danke!

Ich höhre zum ersten mal von solchen Platienen. Aber es muß ja eine
Schutzschicht zwischen Kupfer und Alu bestehen, sonst hätte die
komplette Schaltung Kurzschluss?


http://www.mazet.de/produkte/jencolor/sensor-ic/mcs/de

Gruß Richard

Das ist richtig, aber an den Stirnflächen liegt das Problem!
Die Platinen bei Conrad heißen COBRITHERM

Hallo
Versuch es mit Wärmeleitfolie.

Mit freundlichen Grüßen
Benno

Aluminium läßt sich ja nur schlecht mit Lot benetzen. Wenn man den Spalt im Bereich der Aluplatte aufweitet, so dass kein Hochsaugen des Zinns durch Kapillareffekt auftritt, dann sollte das zusätzlich helfen. Ich vermute, Du brauchst die Nut hauptsächlich, damit die Platinenstückchen beim Löten nicht unkontrolliert auf dem Messing herumschwimmen. Man kann aber die Nut V-förmig machen, entweder im Messing oder indem man die Platinenstücke schräg anfeilt.
Wenn bei wenigen Stücken trotzdem ein Kurzschluß entsteht, kann man die Nut mit der Pucksäge nach dem Löten wieder herstellen.
Ansonsten, wie Yossarian schreibt, eine isolierende Zwischenlage, die den Lötprozess überlebt (was steht gegen die Verwendung von Glimmer?), oder Lötstopplack.

Hallo Benno und ranke

Ich habe die Nut, wie in der Skizze gezeigt, vorgesehen, damit die Fläche "unten" durchgehend ist. Wie im untersten Bild gezeigt, habe ich eine Vorrichtung gebaut, welche sicher stellt dass jeder entstehende Leuchtkörper in jede Passung einzuschrauben ist und ich 18 Leuchtkörper gleichzeitig im reflow-Ofen löten kann. Die Platine liegt also zwischen 2 der Messingstäbe die auf der Vorrichtung sind mit der Oberseite nach oben und der LED darauf. Die Platine von der ersten Version der Platinchen zeigt ja wie die LED darauf positionier ist, ansonsten zeigt die Skizze ja auch die Aufsicht.

Das Lötzinn wird auf die Platinen entlang der Kontaktfläche zu den Messingstäben und für die LEDs unter den beiden Pins und der Unterseite der LED für die Wärmeableitung aufgetragen. Im reflow Ofen schmilzt dann das Lot und fließt dann in die Fuge, 0,25 mm hoch, zwischen Platine und Messingstab. Da diese Verbindung mechanisch stabil sein muss, wird bei der Verbindung Platine zu Messing etwas reichlicher Lot aufgetragen und erwartet, dass die Fuge aufgefüllt wird.
Durch das erst jetzt bewusst gewordene Problem mit dem Alukern der Platine, musste ich mit einem kurzen rechnen, da ich keine Maßnahme kenne die zuverlässig sicherstellt, dass das Lötzinn nur bis zum Winkel am Ende der Fuge fließt und nicht anschließend noch in den senkrechten Teil.

Auf den Tipp mit der Folie habe ich mir bei Conrad das Datenblatt zur Folie angesehen und dann bei der Firma angerufen. Diese hat eine Folie, welche abweichend von der bei Conrad angebotenen, Temperaturen bis 250 Grad Celsius widerstehen und damit den 245 Grad Celsius die ich beim Fahren des Temperaturprofils für max. 10 Sekunden anwende. Die Folie soll es auch mit selbstklebender Oberfläche geben und so ist es vielleicht möglich ein „unterfließen" der Folie durch das Lötzinn zu vermeiden. Ich halte Euch informiert. Nochmals danke!

Ich habe auch schon so eine Platine verwendet. Ich habe die Platine aber mit der Hand gefertigt (es war eine Kleine) weil meine Fräse noch nicht richtig funktionierte. Ich habe das Cu weggefräst, aber die Keramikschicht zw. Al und Cu gelassen.

MfG Hannes

Toll Hannes,
dass Du dich meldest! Eine Zusatzfrage. Wenn ich die Platine mit der Säge schneide und anschliessend die Schnittkante mit der Fräse nachbearbeite um saubere Kanten exkat auf Maß zu erhalten, ist dann sichergestellt dass zwischen dem Kupfer und em Alu kein elektrischer Kontakt vorhanden ist, oder muss ich "von Hand" nacharbeiten bis ich durch Messun gverifiziere das kein Kurzer vorliegt?

Habe gerade die Mittelung bekommen, dass ich die Folie unterwegs ist. Werde über meine Erfahrungen berichten.

Hallo
Ich habe mir mal das Cobritherm angeschaut.
Das Kupfer wird an den Rändern so weit weggeätzt, daß keine Berührungen mit dem Messingblock passieren können.
Bild: oben Cu, mitte Iso, unten Al
Nur mit dem unten liegendem Alu wird der Block verschraubt/geklemmt/wie auch immer.
Mit freundlichen Grüßen
Benno

Ich habe die Platine mit einer normalen Eisensäge geschnitten und anschließend mit einem feinen Schleifpapier entgratet. Mit Verbindungen zw. Cu und Al habe ich keine gehabt. Die Platine ist hier verbaut.
http://www.kleinezeitung.at/steierma...mer-fans.story
Beim Bild ist auf Höhe der Kurbel (unter Kühler) auf der linken und rechten Seite ein schwarzes Stangerl heraus. In diesem Stangerl sind 4 od. 5 Hochleistungsleds verbaut. (als Blinker).

PS: Das Fahrzeug gehört meinem Bruder (ist auf dem Bild)

MfG Hannes

Hallo Yossarian und 021aet04
Der Messingblock an beiden Seiten der kleinen Platine ist ja gerade der Kontakt zur Spannungsversorgung! Vielleicht habe ich die Funktion der Vorrichtung auf dem Bild nicht richtig erläutert. Die Vorrichtung dient nur dazu, sicher zu stellen, dass die Platinchen, 18 Stück, so mit den Messingleisten verlötet werden, das die entstehenden 18 Leuchtkörper, jeweils aus einem Messingblock an jeder Seite und der Platine dazwischen eine Baugruppe bilden, bei welcher die Bohrung für die Verschraubung immer exakt gleich liegt. Nach dem Verlöten trenne ich die Messingleisten durch Fräsen so, dass an jedem Ende jeder Platine ein Messingblock angelötet ist, welcher exakt so breit wie die kleinen Platinen ist, also 7 mm. Durch das wieder Lösen der Schrauben, durch Ausschrauben aus der Alu-Trägerplatine der Vorrichtung, habe ich dann 18 einzelne Baugruppen, welche genau der Skizze entsprechen die ich ebenfalls in einem Bild hier zeige. Jede dieser LED-Baugruppen, ich nenne sie Leuchten, bekommt wie in der Skizze gezeigt eine Verschalung aus Furnierholz. Dann wird diese Verschalung mit klarem Epoxid aufgefüllt. Nach dem Aushärten des Epoxids leuchtet die LED in Epoxid gegossen. Dann Fräse ich das Epoxid so, dass ich den Raum für die Furniere schaffe die später die Messingblöcke und einen Teil über diese hinaus verdecken. In der Skizze kann man erkennen das links und rechts auf der Oberseite der Leuchtkörper eine kleine Furnierplatte aufgebracht ist. Der Grund für diese 2 kleinen Furnierplatten ist, dass ich später, wenn die Leuchtkörper in eine Fassung geschraubt wurden, dafür die 2 Bohrungen, da gehen die M3 Messingmadenschrauben rein, die zum Festschrauben der Leuchtkörper mit den Messingkontakten verwendet werden, wodurch die LED ihre Spannungsversorgung bekommt. Da diese Leuchtkörper an Deck meines Modellsegelbootes eingesetzt sind, darf später kein Wasser an die Messingblöcke kommen. Durch das Aufkleben von 2 kleinen Furnierplatten werden die Messingblöcke wasserdicht verborgen. Anschließend wird die Umgebung abgedeckt und mit Plastikspray besprüht. Das Plastikspray dichtet dann die Fuge zwischen Leuchtkörper und Fassung ab. Da die Furnierplättchen aus dem gleichen Furnier sind wie das Schanzkleid des Segelbootes sind und genauso lackiert wurden, ist nach dem Arbeitsvorgang von dem Leuchtkörper nur die freie Epoxidfläche zu sehen, welche dann das Licht der mit dem MC34844 dimmbaren Hochleistungs-LEDs austreten lassen. Jeder Leuchtkörper ist dann nur mit einer Oberfläche von 7 x 8 mm zu sehen und dient der indirekten Beleuchtung des Decks.
Daher MUSS das Kupfer der Platine mit dem Messingblock eine Lötverbindung eingehen und deshalb habe ich für die 1,5 mm starke Platine die Aussparrung 1,75 mm hoch gemacht, damit zwischen der Platine und dem Messingblock in der Aussparrung (Nut) eine Fuge ist, welche das schmelzende Lot einsaugt und so für eine gute Verlötung sorgt. Dank der Lötung im Reflow-Verfahren erreicht nicht nur das Lot und das Kupfer die Schmelztemperatur, sondern auch die Messingblöcke, wodurch die Gefahr einer kalten Lötstelle reduziert wird!
Aber eben auch deshalb ist die Gefahr das auch der Alu-Kern an den "Stirnflächen/Schnittkanten“ entweder durch das schmelzende Lot eine Brücke zum Messingblock und/oder zur Kupferauflage bildet.
Die elektrisch isolierende Wärmeleitfolie wird vielleicht morgen, oder nach den Weihnachtsfeiertagen, hier eintreffen. Ich werde dann prüfen ob mit ihr etwas anzufangen ist. Meine Sorge ist, dass die Folie, 0,25 mm stark, in ihrem mechanischen Verhalten wie eine Kunststofffolie zum Verpacken von Lebensmittel verhält. Wie erreiche ich diese einzubringen und so den gewünschten Effekt zu erreichen! Mal einfach nur so idealisiert gesponnen!
Woran ich denke ist es die Folie so in der Nut einzulegen, dass die Messingleisten, siehe Bild mit der Lötvorrichtung mit den 4 Messingleisten, auf die Platinen durch das Festschrauben auf der Alu-Platte der Vorrichtung zu pressen und dadurch das Lot am Einfließen in den Raum zwischen Folie und Platinchen-Stirnfläche zu behindern.
Gefällt mir aber irgendwie nicht!

So ganz blicke ich durch Deine Beschreibung nicht durch, glaube aber
zu wissen worum es geht. Wie sieht es mit Lötstopplack aus? Etwas
davon mit nen kleinen Pinsel auf die Schnittkannten sollte möglich sein.
Wenn Du die Platinen frisch (fett) Lakiert (Naß) in den Messinblöcken
einsetzt und vor dem Löten trocknen lässt, sollte da kein Spalt für
Lötzinn übrig bleiben.

Die Stellen wo Lötzinn hin soll muß natürlich sauber bleiben oder mit
Azeton gereinigt werden.

Die Folie sollte aber auch gehen, die schrumpt nicht wie Lebenmittelfolie.
Wenn die Schrumpfen würde könnte man die nicht als Wärmeleitfolie
benutzen, da würde sich jede CPU verbiegen.

Ich frage mich allerdings wie Du dasß Mittelteil (?) vom Messingblock
wegfräsen willst ohne das der Rest auseinander bricht?

Gruß Richard

Hallo Richard
Die Idee mit dem Lötstoplack ist spitze. Wo bekommt man so was?
Was Das Fräsen angeht, das findet in 2 Schritten statt. Ich setze einen Fräser mit einem Durchmesser von 1 mm ein. dadurch sind die Kräfte die Wirksam werden schon mal kleiner. Ich lass e außerden zwei kleine Stege stehen, die das durch brechen getrennt werden. Anschliessend muss ich nur mit der Feile leicht nacharbeiten.

Ich kenne die LEDs nur mit Keramikplatinen. Die sind elektrisch bis 2kV isoliert. Von der Seite sehen diese Platinen aus wie massives Alumiunium.

Je nach LED (z.B. Cree) ist auch die LED selbst elektrisch gegenüber dem Kühlkontakt isoliert.

Eloxiertes Alumiunium leitet nicht.

Hallo avion23
Kennst du einen Lieferanten von Keramikplatinen mit Photobeschichtung?

Nein. Ich kaufe wenn dann so etwas:
http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.2395 Platine mit led
http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.4512 nur der star
http://www.led-tech.de/de/High-Power...6_120_138.html in Deutschland.

Hallo avion23
Zumindest bei dem Produkt auf welches der Link zu leed-tech verweist wird ebenfalls eine auf Alu-Kern basierendes Material verwendet. Trotzdem danke.

Hallo Helmut,
ich habe mich nur auf dein

Zitat:

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Wie kann ich die Platinen so mit dem Messing Block verbinden, das der Alu-Kern zwar die Wärme an den Messingblock ableitet, aber eben nicht elektrisch leitend ist!

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bezogen, alles andere war mir zu schwer zu lesen ;)

Die von mir geposteten Platinen ermöglichen exakt das. Der Slug ist elektrisch von der Aluunterseite isoliert. Ich habe es gerade nachgemessen. Einmal bei einem Star der P7 (Ruhe sie in Frieden :( ) und bei dem verlinkten xp-g star. Das ist auch logisch weil sonst die Kontakte auf der Oberseite Kontakt untereinander hätten.

Es gibt diese Platinen auch zu kaufen. Den link habe ich nicht gespeichert und auch keine Lust zu googlen. Diese Platinen sind aber nicht photobeschichtet.

Avion23, ich bin ja dankbar für jeden Input. Aber ich muss eigene Platinen machen und daher sind käufliche nicht geeignet. Guten Rutsch! Insbesondere wenn du die Infos berücksichtiigst die ich gegeben habe.

was mir noch einfällt, Wärmeleitkleber. Der sollte ach isolieren.

Gruß Richard

Hallo Richard

Morgen sollte ich den Wärmeleitkleber erhalten. Der Tipp ist ebenfalls sehr gut. Ich werde eine Lösung anpeilen nach de Art "Hosenträger und Gürtel". Da ich etwa 50 Stück dieser Platinchen fertigen werde, davon 18 Stück beim ersten Probelauf, und der Materialeinsatz pro Platine/Leuchtkörper bei etwa 2,- Eur liegt, ist Vorsicht geboten.
Wie gesagt, ich werde Rückmeldung geben.