[dsche]

Здравствуйте.

Сегодня я постараюсь обучить вас некоторым тонкостям, с которыми вам придётся столкнуться при проектировании MCPCB (подложки) для мощных LED

В случае, если вы не планируете самостоятельно проектировать подложки – приведённые здесь сведения помогут вам выбрать наиболее удачную подложку из представленных на рынке.

Приступим

Цели и задачи

Наша первая цель – максимальный теплоотвод от диода. Чем меньше диод нагревается – тем дольше, ярче и эффективнее он работает.

Я должен это сказать, потому что, как выясняется, этого не понимают не только некоторые покупатели – но и, к сожалению, большая часть производителей.

Материал

Это очень важная составляющая удачной подложки, и, что характерно – вам почти никогда не удастся выяснить, из чего в реальности сделаны те подложки, что вы купили на китайском сайте.

Какая разница? Примерно такая:

Алюминий 1100, теплопроводность: 222
Алюминий 5052, теплопроводность: 138

Нормально так, ага?

Материал 2

Итак, теплопроводность самой подложки может отличаться в разы. Самый ли важный это параметр? Нет.

Важность пропорциональна близости к диоду, поэтому не менее важным является топология и толщина первого слоя (фольги) и свойства (толщина и материал) второго слоя, диэлектрика



(картинка с сайта rezonit.ru)

На свойства диэлектрика мы можем влиять только выбирая материал при заказе (а при покупке у китайцев, увы, это становится элементом лотереи)

Зато – мы можем визуально контролировать (а при проектировании – непосредственно участвовать в создании) топологии самого важного, первого слоя

Топология

Важно знать: площалдка термал-пада (центральная площадка, отвечающая за теплоотвод) весьма невелика и электрически нейтральна.

Чем ближе она окажется к фольге – тем лучше.

Чем быстрее мы отведём тепло из-под термал-пада – тем правильнее.

Прямо вниз, к алюминиевой основе дорогу преграждает толстый и весьма нетеплопроводный слой диэлектрика, поэтому кармически правильно позволить разбегаться теплу по фольге настолько широко, насколько вообще позволит наша плата.

Единственное, о чём не стоит забывать – это контактные дорожки, подводящие ток к полюсам диода. Слишком тонкими их делать не стоит.

Однако, поскольку термал-пад нейтрален – мы можем объединить фольгу термал-пада и фольгу одного из полюсов.



Почему так не делает ни один из производителей – решительно непонятно. Они идиоты, мама?

Топология 2

Вы, конечно, обратили внимания на "мушки", сидящие по сторонам квадрата на слое припоя

Зачем так сделано?

Дело в том, что припой неплохо теплопроводен (всё же металл), но не настолько хорош, как медь фольги. При этом он образует ещё более близкий к диоду "нулевой" слой. Как его сократить?

В момент пайки слегка подвигать диод (допустим, зубочисткой). Излишки припоя "выдавятся" из-под диода и соберутся шариками на этих площадочках.

Вот и всё для начала. Но помните, что любая работа неисчерпаема как атом может быть сделана ещё лучше.

Автор выражает особую признательность человеку и фонарёвщику Vaska. Спасибо за науку. И за чай тоже.

[Virgo_Style]

 Сообщение от dsche :

Они идиоты, мама?

одно случайное соединение при классической звезде - пофиг
одно случайное соединение при оптимизированной для теплопроводности - кз

[dsche]

Virgo_Style, ну, как версия…

Но оно проверяется на производстве, причём строго



Другой вопрос – что на китайском производстве творится… ОК, версия принята

[Virgo_Style]

я имел в виду скорее соединение припоем при напайке диода. Хотя это умудриться надо, конечно, но все же.

[dsche]

Virgo_Style, это точно нет. Паяльная маска этого не допустит.

Слепить ноги у "жукастой" микросхемы при нашем везении – это как нефиг делать, а у диода вот ни разу не получалось )

[putmannn]

Во-первых, спасибо большое за информацию. Заказывал диоды у cutter на подложках, у B_V_A нашел дешевле но без подложек и думал об изготовлении своих. Ваша статья пришлась как нельзя кстати =)
Во-вторых, был в гостях у Василия, он заказывал их в Резоните, отзывался о качестве неплохо и советовал мне не брать их в китае. Так и поступлю.
В-третьих, замкнуть будет сложно... я например тестером всегда проверяю прежде чем припаивать.

[dsche]

 Сообщение от putmannn :

отзывался о качестве неплохо

Я так аккуратно скажу, но вы поймёте

Резонит – наиболее вменяемая из доступных нам на территории СНГ контор

Не нужно ждать, что они сделают всё точно так, как вы ожидали. По крайней мере с первого раза.

Но они лучшие.

[putmannn]

Я у них заказывал платы для драйвера. Меня качество вполне устроило, и всё по совету Василия, светлая ему память.
Вот сама плата.



Думаю подложки у них получатся не хуже =)

[lux-rc.com]

эх.. резонит

[putmannn]

Кстати по теме, но не совсем..... Прежде чем появилась эта плата у меня было много косяков. Первая вообще отказывалась работать из-за неправильной топологии, управляющие сигналы на полевики шли через всю плату переходя не один раз с одной стороны на другую. Были сильные наводки и помехи, схема работать не хотела.
Но почитав о правилах разведения плат, с 3-4-5 попытки родился этот вариант, работает на 4+.
В проектировании подложки для светодиода, уважаемыйdsche показал как правильно организовать теплоотвод, что очень немаловажно для нормальной светоотдачи и в целом для благополучной работы светодиода.
Сейчас соскрёб маску с китайской подложки.... всё очень плачевно, делая свои подложки думаю можно добиться боле высоких показателей в светоотдаче.
Ещё раз спасибо, пополняйте советами тему, думаю многие будут благодарны.

[fnksb]

 Сообщение от dsche :

Важно знать: площалдка термал-пада (центральная площадка, отвечающая за теплоотвод) весьма невелика и электрически нейтральна.
Чем ближе она окажется к фольге – тем лучше.

Сорри на дурацкий (наверное) вопрос, но все-таки спрошу - а почему нельзя сделать термалпад без изолятора? Чтобы он напрямую сажался на алюминий?

[putmannn]

Присоединюсь к вопросу.
Ведь можно сделать весь радиатор электрически нейтральным.

[VOROG]

А что скажете про такой вариант, черное медь?

[putmannn]

VOROG, "охлаждающей" площади меньше. Лучше объединить "Н" с одним из "квадратиков".

[VOROG]

 Сообщение от putmannn :

VOROG, "охлаждающей" площади меньше. Лучше объединить "Н" с одним из "квадратиков".

Паять наверное не очень удобно, не будет автоматической центровки светодиода, но если на это пофиг то наибольшая площадь будет у такой подложки

[MOHAPX]

 Сообщение от dsche :

Но оно проверяется на производстве, причём строго

О да) Иногда...

 Сообщение от lux-rc.com :

эх.. резонит

Я кажется вас понимаю)

Я теперь все подложки мультиметром как дурак прозваниваю. Уже нашел один брак.

[putmannn]

Может тогда так лучше сделать ?
Выбрать максимально возможную толщину металлизации наверное тоже лучше будет.

[putmannn]

 Сообщение от MOHAPX :

Я теперь все подложки мультиметром как дурак прозваниваю. Уже нашел один брак.

Мне вместе с заказом прилагался лист проверки.
Там написано проверялось напряжением 220 вольт, на междорожечные КЗ и т.п. вроде. Я внимания не обратил, выкинул её.

[fnksb]

 Сообщение от dsche :

Наша первая цель – максимальный теплоотвод от диода. Чем меньше диод нагревается – тем дольше, ярче и эффективнее он работает.

Вот как раз главный для меня вопрос - а где здесь граница между практической необходимостью и перфекционизмом?
Понятно, что "чем меньше нагревается - тем лучше" - но хочется понять, насколько лучше и при каких условиях.

Что мы реально выиграем, поставив хорошую звезду вместо плохой в обычный серийный фонарь? Насколько топология звезды (по сути, единственное, на что можно смотреть при выборе обычных звезд) влияет на результат? Или это по-настоящему значимо только на предельной мощности диода? Или только за предельной мощностью диода?


PS.Нет, я тоже люблю перфекционизм - но лучше весь его направлю на поиски идеального цветового бина, чем буду распылять между идеальными кнопками, идеальными батарейками и идеальными звездами, если в сумме они дают, допустим, +5% к эффективности

PPS. В то же время очень не хочу, чтобы мои идеально выбранные диодики начали деградировать из-за перегрева. Поэтому и ищу границу разумного.

[putmannn]

 Сообщение от fnksb :

... идеальными кнопками, идеальными батарейками и идеальными звездами, если в сумме они дают, допустим, +5% к эффективности

Прогресс не бывает мгновенным, люди борются за доли процента, и из этих долей со временем набегает =) Как говорится копейка рубль бережёт. Считаю нужно стараться из всего пытаться выжать максимум, в итоге получится свет ярче, лучше и дешевле.