Cree COB LED's 'durchgebrannt' ?!

[fabian90]

Hallo liebe LED - Freunde & Freaks

Vor etwa drei Monaten habe ich mir ein LED-Modul gebaut, bestehend aus 4 x COB-LED's der Marke Cree, eine Art Strahler für die Lackierwerkstatt.
Als ich damals dann alles einsteckte und alles lief war ich sogar ein klein wenig stolz darauf *reusper*. (Ich habe mich damals wirklich Wochenlang mit diesem Thema auseinander gesetzt und es hat mich irgendwie gereizt sowas mal selbst zu bauen)
Das ganze wurde fast jeden Abend eingesteckt und funktionierte bis dato wunderbar, wie bereits erwähnt fast drei Monate. Vorhin als ich die Lampe anschalten wollte musste ich leider feststellen dass zwei der vier COB's irgendwie 'gerissen' sind und somit die komplette Lampe nicht mehr funktioniert.
Die Oberfläche von zwei der vier LED's sind gerissen, (sieht aus wie eine gesprungene Scheibe), da das ganze in Reihe geschalten ist nehme ich an dass es logisch ist dass wenn eine LED nicht funktioniert alle nicht funktionieren, richtig? Die anderen zwei heilen COB's habe ich noch nicht auf Funktion überprüft weil ich sonst das komplette Teil auseinanderrupfen müsste und ich sowieso keinen Netzapparat zum Prüfen besitze.
Nun zu den Daten; vielleicht kann mir jemand helfen oder hat eine Idee warum das passieren konnte
Verbaut sind Cree COB LED's CXA3070 (4x) die man mit maximal 1,9 Ampere belasten darf, da ich damals auf Nummer sicher gehen wollte habe ich mich dazu entschlossen die COB's nur mit 1050mA zu betreiben, was ja auch angeblich die Lebensdauer erhöhen soll (außer bei mir )
Das Netzteil das ich für die 4 COB's verwende heißt: Meanwell HLG-185H-C1050A
Da der Strahler ja einige Monate zuverlässig seinen Dienst ausführte schließe ich einen Anschlussfehler aus.
Die COB-Chips habe ich mit sogenannten Wärmeleitpads auf einem Aluminum-Kühlkörper befestigt, zusätzlich: Extra für die CXA3070 hergestellte Halterungen mit jeweils zwei kleinen Schrauben (ca. 3,5mm x 15mm). Außerdem dreht sich auf jedem Kühlkörper ein kleiner 12V Ventilator um das ganze aktiv zu kühlen.
Mit einem Infrarotthermometer habe ich auch immer mal wieder die Temperatur direkt im Chip gemessen: die schwankte immer so von ca. 60C° - 90C°, wenn man die Hand direkt unter das Licht hielt hat man schon Wärme spüren können aber keine extreme Hitze.
Falls es hilfreich bei der Fehlerlösung ist: Mir ist aufgefallen dass jeweils die Zwei Chips die näher am Trafo sind kaputt gegangen sind, einmal die erste die am Pluspol hängt und einmal die letzte die am Minuspol angeschlossen ist.
Verkabelt habe ich alles mit einer relativ starren Leitung, ich glaube 1,5mm aber sollte keine Rolle spielen oder? (Hat mir zumindest ein Elektrofachmann mal so erzählt)

Wenn mir jemand helfen könnte wäre ich wirklich sehr dankbar darüber.

Grüße von Fabi

[Borax]

Hallo fabian90,
welcome on board!

Eigentlich würde ich sagen, Du hast alles richtig gemacht. Aber dass zwei der vier COB's irgendwie 'gerissen' sind, ist schon seltsam. Das kann an einer thermischen oder mechanischen Belastung liegen. Wobei diese Wärmeleitpads anscheinend nicht so toll sind (siehe: viewtopic.php?p=204141#p204141 ) .

da das ganze in Reihe geschalten ist nehme ich an dass es logisch ist dass wenn eine LED nicht funktioniert alle nicht funktionieren, richtig?

Ja. richtig. Und ein Meanwell HLG-185H-C1050A ist auch genau der richtige Treiber dafür.

Mit einem Infrarotthermometer habe ich auch immer mal wieder die Temperatur direkt im Chip gemessen

Das geht nicht. Mit einem Infrarotthermometer kannst Du nur Oberflächentemperaturen messen (Chip-Temperatur kann man nur indirekt messen - ist nicht ganz so einfach - siehe: viewtopic.php?f=31&t=12079 ). Aber wenn der Kühlkörper 90°C erreicht ist das zu viel. So gesehen: Vielleicht ist der Kühlkörper doch unterdimensioniert...

Mir ist aufgefallen dass jeweils die Zwei Chips die näher am Trafo sind kaputt gegangen sind, einmal die erste die am Pluspol hängt und einmal die letzte die am Minuspol angeschlossen ist.

Das spielt bei einer Reihenschaltung gar keine Rolle. Also ist es entweder Zufall, oder es liegt an der mechanischen Anordnung.

Verkabelt habe ich alles mit einer relativ starren Leitung, ich glaube 1,5mm aber sollte keine Rolle spielen oder?

Nein, das sollte keine Rolle spielen. Außer es gab eben dadurch eine mechanische Belastung.

[John.S]

Liest sich wie ein Bruch durch zu große Biegebelastung, weil entweder der Kühlkörper nicht exakt planar ist oder die Wärmeleitpads. Von Wärmeleitpads ist allgemein eher abzuraten, da die meisten eine schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzen und dann auch noch sehr dick sind. Dadurch hast du dann einen schlechten Wärmeübergang.

[ustoni]

Wie wäre es einfach mal mit ein paar Fotos?
Dann könnte man sicherlich mehr und Genaueres sagen.

So ist es einfach ein lustiges Ratespiel.

[fabian90]

Hallo zusammen!

Erstmal vielen Dank für eure Hilfsbereitschaft!

@Borax: Erstmal schön zu lesen dass ich EIGENTLICH alles richtig gemacht habe, naja zumindest fast ich dachte ja eigentlich auch dass alles in Ordnung soweit ist aber wie so oft muss man erstmal eines Besseren belehrt werden
Das mit dem Temperaturmesser klingt logisch, wenn die Oberfläche des Chips, während er an war eine Temperatur von etwa 80 C° hatte, war es im Kern vermutlich noch viel mehr? Und somit zu heiß?
Die OBERFLÄCHENTEMPERATUR des Kühlkörpers lag fast immer bei 30C°, nie mehr. Sollte der eventuell wärmer werden? Da gehen die Meinungen teilweise auch auseinander, die einen meinen wenn der Kühlkörper warm wird ist es ein gutes Zeichen, da so offensichtlich die Temperatur gut abgeleitet wird, die anderen schreiben alles sollte eher kühl sein, hm. Somit wäre der Übeltäter diese Wärmeleitpads?
Dass mein Kühlkörper zu klein sei, fällt mir ehrlich gesagt etwas schwer vorzustellen, da ich ja sowieso immer auf Nummer sicher gehe, und teilweise schon ähnliche Lampen gesehen habe bei denen die Chips sogar nur passiv gekühlt wurden (Meine bescheidene Meinung die ich mir in den letzten Wochen gebildet habe, ich weiß dass ich kein Profi bin)

@John.S: Daran habe ich auch schon gedacht, die Wärmeleitpads tragen ja einiges auf, an 'Dicke', kurz vor Fertigstellung habe ich darum extra die Schrauben nochmal etwas 'gelockert', press angezogen habe ich das ganze natürlich nie, da eben dies auch schon meine Sorge war.
Vielleicht ist auch einfach die Kombination aus diesen Haltern + Pads nicht sehr empfehlenswert?
Was mich dann nur wundert ist, warum nur zwei? Ich habe beim Bau des Strahlers die Umdrehungen der Schrauben gezählt, auch beim 'lockern', somit sind alle Schrauben bzw. Halter gleichstark angezogen.

Wie würdet ihr denn nun vorgehen? Ich bin in Gedanken schon bei der Reparatur, natürlich erst wenn ich weiß wie

Meine Idee bisher: Zwei neue CXA3070 bestellen, den 1050mA Treiber zurückschicken und gegen einen 700mA Treiber tauschen, damit die COB's noch kühler laufen, falls es wirklich an der Hitze lag, außerdem auf diese Wärmeleitpads zu verzichten und Paste verwenden, dafür müsste ich alle Chips (die zwei defekten sowieso) demontieren, was ja nicht das Problem wäre, ich habe eher ein wenig Bedenken was das säubern der Oberfläche betrifft.
Hat schon einmal jemand diese Pads gelöst? Geht das überhaupt rückstandslos? Wenn ich sie herunterkratze, verkratze ich wahrscheinlich die Oberfläche, mit einer Rasierklinge oder so. Wärmeleitpaste würde sich in diese Unebenheiten einfügen?

Fotos werde ich gleich hochladen, bei Foto 3 und 4 kann man erkennen dass die Halterung nicht plan auf dem Kühlkörper aufliegt, keiner der Halterungen lag auch jemals plan auf, da ich die Schrauben dafür viel zu kräftig anziehen hätte müssen und nicht einmal dann wäre der Halter plan auf dem Alu (vermute ich, riskiert habe ich es nicht) ich denke das liegt einfach daran dass diese Pads eben relativ 'dick' sind. Grunde zur Sorge war das für mich allerdings nicht, weil ich weiß dass ich die Pads bzw. die Chips sauber aufgebracht habe und alles schön aufliegt, den Kühlkörper habe ich natürlich vorher mit Alkohol gereinigt und die Rückseite des Chips gesäubert.

Viele Dank im voraus für eure Aufmerksamkeit und Hilfsbereitschaft!

Grüße von Fabi

[ustoni]

Sowohl die teilweise leicht bräunliche Verfärbung der Phosphorschicht der COBs sowie die Risse weisen eindeutig auf thermische Überlastung der COB-Module hin. Da die Module ja 3 Monate liefen, hast Du wahrscheinlich nur relativ knapp über der zulässigen Chiptemperatur gelegen. Wenn ich mal von ausreichender Zwangsbelüftung der Kühlkörper ausgehe, werden wohl tatsächlich die Wärmeleitpads die Ursache sein.
Du betreibst die COB-Module mit einer Leistung von fast 38 W. Die abzuführende Wärmeleistung dürfte irgendwo zwischen 25 und 28 W liegen. Ich kenne die Wärmeleitfähigkeit der verwendeten Pads nicht, wenn man aber mal einen Wärmewiderstand von 1 K/W annimmt, würde sich daraus eine Temperaturdifferenz zwischen Kühlkörper und Keramikfläche des COB-Moduls von 25 bis 28°C ergeben.Deutlich besser ist eine gute Wärmeleitpaste, noch besser wäre ein Wärmeleitkleber wie ArcticSilver. In beiden Fällen muss die Schicht so dünn wie möglich sein. Weniger ist in diesem Fall mehr.

Die alten Pads sollten sich mit Aceton lösen lassen; damit lässt sich fast alles entfernen. Notfalls ein Küchentuch mit Aceton tränken, auf die Padreste legen und einwirken lassen. Arbeiten mit Aceton aber unbedingt auf Balkon oder Terrasse bzw. im Freien ausführen; das Zeug will man nicht wirklich einatmen.

Zur Temperatur des Kühlkörpers: wenn diese tatsächlich nur 30°C betragen hat, deutet das tatsächlich auf einen schlechten Wärmeübergang zwischen COB-Modul und Kühlkörper. Allerdings bin ich mir nicht sicher, ob Deine Messung korrekt war. Ist auf den Fotos zwar schwer zu erkennen, aber das sieht mir nach einem Kühlkörper aus blankem Aluminium aus. Metallische Oberflächen lassen sich mit einem Infrarotthermometer nur messen, wenn man am Thermometer den Emissionsfaktor einstellen kann. Einfache Infrarotthermometer ohne diese Einstellmöglichkeit zeigen eine zu niedrige Temperatur an. Bei eloxierten Oberflächen tritt dieses Problem nicht auf.

Zu den Halterungen: auf den Fotos sieht es eher so aus, als wären die Schrauben bereits zu fest angezogen. Die Schrauben sollten im Idealfall getorquet werden. Mit welcher Kraft die Schrauben angezogen werden müssen, steht normalerweise im Datenblatt der Halterung. Werden die Schrauben zu fest angezogen, wird auf den Seiten des COB-Moduls nahe der Schrauben zuviel Kraft ausgeübt. Gerade in Verbindung mit flexiblen Wärmeleitpads führt das dazu, dass sich das COB-Modul durchbiegt. Nahe der Schrauben wird das Wärmeleitpad dann zusammengedrückt, während sich der Abstand in der Mitte vergrößert. Dafür würde auch das Foto des defekten COB-Moduls mit den 2 Risszonen sprechen. Die beiden Risszonen befinden sich genau auf der senkrechten Achse zwischen den beiden Schrauben.
Die Schrauben dürfen nur soweit angezogen werden, dass der Abstand zwischen Halterung und Kühlkörperoberfläche rundherum gleich groß ist. Die Halterung muss nicht auf dem Kühlkörper aufliegen.

[Borax]

Deutlich besser ist eine gute Wärmeleitpaste, noch besser wäre ein Wärmeleitkleber wie ArcticSilver.

Meist andersrum... Gute Wärmeleitpasten haben eine bessere Wärmeleitfähigkeit als Kleber (Arctic-Silver-Waermeleitkleber: Wärmeleitfähigkeit 7,5 W/mK ; Thermal Grizzly Wärmeleitpaste 12,5 W/mK. Im Extremfall gibt es Gallium basierte 'Flüssigmetall' Wärmeleitpaste: https://www.amazon.de/Phobya-Fl%C3%BCss ... B003TRT796 mit einer Wärmeleitfähigkeit von 16 W/mK
ACHTUNG: Nicht für Aluminium geeignet!
Ich verwende die hier: https://www.amazon.de/ARCTIC-MX-4-20-Gr ... eleitpaste
Wärmeleitfähigkeit: 8,5 W/mK und 14€ für 20g (ca. 10mL) ist recht günstig.

[ustoni]

Gute Wärmeleitpasten haben eine bessere Wärmeleitfähigkeit als Kleber

Das ist soweit korrekt, allerdings hast Du Dir da auch eine sehr spezielle und damit hochpreisige Wärmeleitpaste ausgesucht. Bezogen auf das Gewicht kostet die Thermal Grizzly Wärmeleitpaste mehr als doppelt soviel wie Arctic Silver Kleber. Die Arctic Silver 5-Wärmeleitpaste ist schon sehr gut, liegt preislich gleichauf mit dem Kleber und hat ebenfalls eine Wärmeleitfähigkeit von 7,5 W/mK.
Die Aussage

Meist andersrum...

ist imho so nicht korrekt. Standardwärmeleitpaste, wie sie normalerweise für die Montage von Leistungshalbleitern verwendet wird, z.B.
http://www.reichelt.de/Waermeleit-paste ... PASTE+10GR
hat eine deutlich schlechtere Wärmeleitfähigkeit (in diesem Fall 0,7 W/mK), kostet aber auch nur einen Bruchteil im Vergleich zu Arctic Silver.

Entscheidend ist ohnehin nicht die Wärmeleitfähigkeit, sondern der Wärmewiderstand, den man bei der Verbindung erzielt. Der Wärmewiderstand hängt von Wärmeleitfähigkeit des Mediums und der Schichtdicke ab; je dünner die Schicht, desto geringer und damit besser ist der Wärmewiderstand.

Wenn ich mit der Wärmeleitpaste von Reichelt einen Leistungstransistor im TO220-Gehäuse auf einem Kühlkörper montiere, geschieht dies normalerweise durch eine Schraubverbindung. Dabei wird ein hoher Druck auf die Wärmeleitpaste ausgeübt. Überschüssige Wärmeleitpaste quillt dadurch seitlich heraus. Ziehe ich die Schraube dann noch gelegentlich nach, erreiche ich eine extrem geringe Schichtdicke. Dadurch wird trotz relativ schlechter Wärmeleitfähigkeit ein sehr geringer Wärmewiderstand erreicht.
Bei der Montage von COB-Modulen habe ich diese Möglichkeit nicht; entsprechende Halterungen üben nur einen sehr geringen Druck auf das COB-Modul aus. Da muss man beim Auftragen der Paste und Aufbringen des Moduls auf dem Kühlkörper schon sehr exakt arbeiten, um eine geringe Schichtdicke zu erreichen. Die Halterung verringert die Schichtdicke später nicht mehr.
Beim Aufkleben mit Wärmeleitkleber ist es meines Erachtens einfacher, eine möglichst geringe Schichtdicke zu erreichen (kreisende Bewegung unter leichtem Druck).

Gegen die Verwendung von Wärmeleitpaste bei COB-Modulen (oder Leistungs-LEDs allgemein) spricht noch ein anderes Argument:
Bei korrekter Dimensionierung von Strom und Kühlung ist bei selbstgebauten Leuchten von einer extremen Langlebigkeit auszugehen. Wärmeleitpaste hat aber die unangenehme Eigenschaft, im Laufe der Jahre auszutrocknen. Wärmeleitfähigkeit und damit auch Wärmewiderstand verschlechtern sich dadurch im Laufe der Jahre. Wer bei einem älteren Gerät schonmal Leistungshalbleiter demontiert hat (z.B. um den Kühlkörper weiter zu verwenden), weiß wovon ich rede.

Von Wärmeleitpads ist auf jeden Fall abzuraten, zumindest bei hohen Leistungsdichten, wie sie nun mal bei COB-Modulen üblich sind. Je nach Typ liegt die Schichtdicke hier bei 0,127 mm bis hin zu 1 mm (Silikonpads bei Reichelt). Der so entstehende Wärmewiderstand ist deshalb immer deutlich schlechter als bei Paste oder Kleber.

[Achim H]

Wenn die Led angeschraubt wird, kannst Du auch ein einseitig selbstklebendes Graphite Sheet verwenden.

Link zu Mouser:
EYG-A091202DM --> kostet nur 2,85 EUR (zzgl.MwSt.).
Größe des Sheet: 90 x 115mm.
Dicke des Graphit: 17µm = 1850W/(m*K).
Die Klebeschicht ist 10µm dick.

[fabian90]

Guten Abend an alle!

Hat mich gefreut so viele Antworten und Informationen bezüglich meiner 'Baustelle' von euch erhalten zu haben.

Dank' eurer Informationen bin ich ein gutes Stück weitergekommen, um die Reparatur in Angriff zu nehmen, jetzt habe ich nur noch ein Paar letzte Unklarheiten:

Bezüglich der (noch?! ) funktionierenden anderen beiden COB's:
Wenn wir vom schlimmsten Fall ausgehen, bestünde ja die Möglichkeit dass die heilen zwei Chip's auch quasi ständig zu warm/heiß betrieben wurden, Fakt ist (nach unseren Erkenntnissen) dass das bei den anderen kaputten Chips ja der Fall war und die anderen beiden vielleicht auch kurz vor'm zerbersten waren?
Wie hoch seht ihr die 'Überlebenschancen' der anderen Chip's? Mir geht es dabei darum ob ich gleich vier neue bestelle oder eben nur zwei neue.
Ich vermute schon dass man über diese Frage wahrscheinlich sowieso nur spekulieren kann, schade dass man die LED nicht nach ihrem Wohlbefinden fragen kann

Und wenn man die zwei heilen weiterverwenden würde/könnte, heißt das für mich dass ich auch diese natürlich auf ihrer Rückseite reinigen müsste, darf man da auch mit Aceton dran? Ich weiß ja (noch) nicht wie gut das Zeug haftet und klebt, stelle mir die Rückseite des Chips recht empfindlich vor, vor allem was Kratzer bzw. Angriff der Oberfläche durch Lösungsmittel angeht.

Wenn ihr spontan aus dem Bauch entscheiden müsstet:
Das ganze reparieren (zwei neue COB's bestellen, alle vier COB's von den jeweiligen Kühlkörpern entfernen, COB's dann mit Wärmeleitkleber verbinden)
UND: Weiterhin mit dem 1050mA Treiber betreiben ODER doch lieber mit 700mA, weil sie dann noch kühler wären und mir sowas in Zukunft erspart bleibt.
Würde das die Helligkeit sehr beinträchtigen? So nach dem Motto: Ca. 1/4 weniger Strom = 1/4 dunkler?

Das war meine letzte Frage. Danke für's lesen und gegebenenfalls antworten!

Wünsche euch noch einen schönen Feierabend.

Grüße von Fabi

[Borax]

Angriff der Oberfläche durch Lösungsmittel

Da hätte ich wenig Sorge. Die COBs sind doch auf einem Keramik-Träger. Dem können Lösungsmittel nichts anhaben. Nur halt peinlich darauf achten, dass kein Lösungsmittel auf die Oberseite kommt. Wie gut sich das Zeug entfernen lässt, habe ich keine Ahnung. Ich verwende ausschließlich Wärmeleitpaste (die sich natürlich gut entfernen lässt).
Ob die verbliebenen LEDs es 'gut' überstanden haben, kann ich auch nicht sagen. Ich würde es versuchen (sie zu behalten).
Und ja, ich würde bei dem 1050mA Treiber bleiben.

So nach dem Motto: Ca. 1/4 weniger Strom = 1/4 dunkler?

Nicht ganz. Durch den geringeren Strom sind die LEDs etwas effizienter, aber der Unterschied ist in dem Bereich nicht sooo groß. Vielleicht im Sinne von 30% weniger Strom = 27% weniger Licht. Rein optisch (mit dem Auge) betrachtet sind allerdings 30% weniger Strom nur etwa 15% weniger Licht (liegt an der logarithmischen Lichtwahrnehmung).

[ustoni]

Zu den verbliebenen COBs: schau Dir die Oberfläche (am Besten mit Lupe) zunächst mal genau an. Die Phosphorschicht (die gelbe Schicht) muss eine durchgehend gleichmäßige Farbe aufweisen. Sollten dort bereits dunklere Bereiche sichtbar sein, deutet dies auf eine Überhitzung hin. In diesem Fall würde ich die Module nicht weiter verwenden. Ansonsten musst Du von einer erheblichen Alterung der Module ausgehen. Das ist aber nicht so schlimm, das würde nur bedeuten, dass der Lichtstrom abgenommen hat. Die normalerweise angegebene Lebensdauer von 50000 Stunden bedeutet ja nicht, dass die LED nach dieser Zeit nicht mehr leuchtet, sondern nur, dass der Lichtstrom auf 70% des ursprünglichen Wertes zurück gegangen ist. Bei Markenherstellern wie Cree und Nichia kannst Du sogar von einer erheblich längeren Lebensdauer ausgehen.

Das Reinigen der Module würde ich zunächst mit Alkohol versuchen. Ideal ist Isopropylalkohol, Ethanol (Brennspiritus) tut´s aber auch. Wenn davon etwas auf die Oberfläche der LEDs gelangt, ist das nicht weiter schlimm. Nur wenn es mit Alkohol gar nicht geht, würde ich Aceton verwenden. Das aber dann sehr vorsichtig, da Aceton sehr aggressiv ist und die Oberfläche der LED sofort angreifen würde.

Wenn Du den Kleber ArticSilver verwenden willst:
- Unbedingt immer nur eine Menge ausreichend für ein COB-Modul anrühren! Der Kleber wird recht schnell pastös.
- Den Kleber möglichst dünn auf die Rückseite des Moduls auftragen; wenn dabei auf die äußeren Kanten des Moduls kein Kleber gelangt, ist das nicht weiter schlimm.
- Das Modul auf dem Kühlkörper platzieren und andrücken; dabei nur Druck auf die Keramik ausüben, auf keinen Fall auf die LED selbst (gelber Bereich).
- Unter Druck leicht kreisende Bewegungen ausführen; überschüssiger Kleber quillt dabei seitlich heraus.

Zum Kontaktieren der Module kannst Du die Halterungen durchaus weiter verwenden. In diesem Fall unmittelbar nach Aufbringen des COB-Moduls dieses noch mit der Halterung genau positionieren und die Halterung festschrauben. Die Schrauben aber nur leicht anziehen!
Ich persönlich halte eine Lötverbindung für besser und zuverlässiger. Im Fall einer Lötverbindung aber auf keinen Fall das starre 1,5 mm²-Kabel verwenden, sondern flexible Litze. 0,5 mm² reicht dabei völlig aus.

In Deinem Eingangspost hast Du geschrieben, dass die Beleuchtung in einer Lackierwerkstatt Verwendung findet. Hier würde ich überlegen, ob Du wirklich wieder die Cree-Module mit einem CRI von 80 verwenden willst oder nicht besser auf Nichia-Module mit einem CRI von 90 umschwenkst:
http://www.leds.de/High-Power-LEDs/Nich ... CRI90.html
Diese Module haben einen höheren Anteil rotes Licht besonders im langwelligen Bereich. Dadurch lassen sich alle Farben mit einem Rotanteil (also auch durchaus gelbe Lacke) viel besser beurteilen.

Abschließend noch drei Links zu Grundlagenartikeln zum Thema:

Grundlagen: Lumen, Lux & Co
viewtopic.php?f=32&t=21793

Grundlagen: Temperaturmanagement
viewtopic.php?f=23&t=21974&p=202513#p202513

Nichia-COBs, Infos und Wissenswertes
viewtopic.php?f=23&t=19703

[oscar]

Hi,

Wenn ich mal von ausreichender Zwangsbelüftung der Kühlkörper ausgehe, werden wohl tatsächlich die Wärmeleitpads die Ursache sein.
Du betreibst die COB-Module mit einer Leistung von fast 38 W.

Bridgelux empfiehlt Wärmeleitpads bis max. 15W Leistung, darüber nur noch Paste, Kleber und PCM, siehe http://www.bridgelux.com/sites/default/ ... odules.pdf, Seite 24.

In http://www.bridgelux.com/sites/default/ ... odules.pdf schreibt Bridgelux von 0,23-0,45Nm Anziehdrehmoment für die Schraubhalterung, ganz schön wenig. Mit Umdrehungen zählen beim Anschrauben ist da nichts, eher nur mit Daumen und Zeigefinger mäßig Kraft ausüben. Dazu muß sich die Schraube allerdings mühelos nur mit Daumen und Zeigefinger reindrehen lassen. Ist dabei Kraft notwendig, kann man überhaupt nicht abschätzen, wieviel Kraft beim Festziehen aufgewendet wird. Dann lieber kleben, aushärten lassen und erst dann Verbindungselement anschrauben.
EDIT: Bei einem Cree-Holder sind es 0,4-0,6Nm: http://de.rs-online.com/web/p/led-halter/8750194

Grüße, Markus

[fabian90]

Guten Abend liebe community,

Habe gestern die neuen COB's (2x) bestellt, sollten nächste Woche ankommen.
Dann werde ich mit der Reparatur beginnnen.

Ich bin mal 'mutig' und werde sie weiterhin mit 1050mA betreiben.

Falls Interesse daran besteht kann ich ja nochmal posten ob dann wieder alles leuchtet
Wenn nicht, dann nicht

Ansonsten bedanke ich mich für eure Hilfe und die vielen Ratschläge!

In diesem Sinne, ein schönes Wochenende an alle!

Gruß von Fabi

[ustoni]

Falls Interesse daran besteht kann ich ja nochmal posten ob dann wieder alles leuchtet

Selbstverständlich!

Wenn möglich bitte auch mit Fotos.

[fabian90]

Guten Morgen zusammen!

Ich erlaube es mir mal ein kurzes update zu posten:

Habe vorhin die Halterungen sowie die COB's gelöst, demontiert wie auch immer

Zu meiner Überraschung war die Klebekraft dieser Pads sehr schlecht bis kaum vorhanden, alles lies sich recht gut abpulen.
Die Pads erinnern mich nun mehr an ein normales Rollenpflaster, sehr dünn und sehr weich, etwa ein Viertel dünner als im Rohzustand.

Verbindung vom Pad zum Kühlkörper: Nicht vorhanden, eher schlecht oder? Keine Verbindung = Keine gute Wärmeableitung oder nicht?
Das einzige was sie auf dem Kühlkörper hinterlassen haben war eine schmierige, ölige, rötliche Schicht/Tröpfchen die nach Gummi oder Silikon riechen.

Verbindung vom Pad zur COB-Rückseite: Am äußeren Rand lässt sich alles recht gut abpulen, je weiter es zur Mitte geht je besser klebt es, muss ich später dann noch richtig reinigen.

Kurz zu den Fotos:

- Die zwei kaputten Chips, mit Pad, umgedreht, neben ihrem Befestigungsort
- Einer der heilen Chips, mit Pad, umgedreht, neben ihrem Befestigungsort
- Die zwei kaputten Chips, mit gelöstem Chip, quasi 'aufgeklappt'
- Und zu guter Letzt: Die Rückseite der zwei funktionierenden COB's, Padreste grob entfernt, muss ich aber noch richtig reinigen. Muss mir der leicht bräunliche Fleck auf dem linken Chip Sorgen machen?
Die Vorderseite der zwei sieht gut aus, kein Fleck, keine Verfärbung. Es zeichnen sich so eine Art 'Waben' ab, die Oberfläche fühlt sich leicht gewellt an, weiß jetzt aber nicht mehr ob das auch schon so war als sie neu ankamen.

Einen schönen Sonntag wünsche ich euch!

[oscar]

Hi,

Die Vorderseite der zwei sieht gut aus, kein Fleck, keine Verfärbung. Es zeichnen sich so eine Art 'Waben' ab, die Oberfläche fühlt sich leicht gewellt an, weiß jetzt aber nicht mehr ob das auch schon so war als sie neu ankamen.

nicht anfassen. Jetzt kannst Du zusehen, wie Du Deinen Fingerschmalz von der Phosphorschicht wieder abbekommst, ohne diese zu zerstören. Jede Verunreinigung auf der Phosphorschicht ist hohen Temperaturen und extrem intensiver Strahlung ausgesetzt. Fett, Eiweiß etc. wird sich dadurch dunkel färben und so die Temperatur der Phosphorschicht weiter erhöhen und die LED vorzeitig altern lassen.

Grüße, Markus

[ustoni]

Da hat Oscar völlig recht. Zitat aus dem Datenblatt einer Nichia-COB:

Lässt sich aber mit Isopropylalkohol wieder reinigen:

Brennspiritus sollte auch gehen.
Warum Cree es nicht für nötig hält, solche Hinweise in deren Datenblättern zu veröffentlichen, wird wohl immer ein Geheimnis bleiben.

Die leicht bräunliche Verfärbung des linken Moduls deutet auf relativ hohe Temperaturen hin. Wie weiter oben schon erwähnt, kann man hier von einer Alterung des Moduls, also von etwas geringerer Lichtleistung ausgehen. Solange auf der Oberseite aber noch keine Verfärbung sichtbar ist, kannst Du das Modul problemlos weiter verwenden. Es erzeugt halt etwas weniger Licht, das dürfte aber kaum auffallen.

[John.S]

Zu meiner Überraschung war die Klebekraft dieser Pads sehr schlecht bis kaum vorhanden, alles lies sich recht gut abpulen.
Die Pads erinnern mich nun mehr an ein normales Rollenpflaster, sehr dünn und sehr weich, etwa ein Viertel dünner als im Rohzustand.

Verbindung vom Pad zum Kühlkörper: Nicht vorhanden, eher schlecht oder? Keine Verbindung = Keine gute Wärmeableitung oder nicht?
Das einzige was sie auf dem Kühlkörper hinterlassen haben war eine schmierige, ölige, rötliche Schicht/Tröpfchen die nach Gummi oder Silikon riechen.
!

Das scheint wohl ein eindeutiger Fall zu sein. Durch den schlechten Kontakt zum Kühlkörper blieb ein kleiner Luftspalt übrig, sodass sich die Pads bis zur thermischen Zerstörung erhitzten, die COBs eingeschlossen. Selbst bei perfekten Kontakt zum Kühler muss der Wärmeübergang durch die große Dicke der Pads sehr schlecht sein. Von daher lieber auf Wärmeleitpaste umsteigen, wenn du die COBs nicht kleben willst.

[Achim H]

Bei einem stranggepressten Kühlkörper ist der Luftspalt sehr typisch. Solche Kühlkörper sind immer leicht konkav.
Wenn man einen Haarwinkel auflegt, kann man in der Mitte einen Ziegelstein durchschmeißen. Ok, ganz so wild ist es nicht, aber ein kleiner Spalt ist vorhanden. Das sieht man am Licht, welches dort durchscheint. Dieser kleine Spalt reicht vollkommen aus, damit die Betriebswärme der Led nicht oder nur minimal zum Kühlkörper geleitet werden kann. Je größer die COB ist, desto größer ist auch der Luftspalt.

Abhilfe: den Kühlkörper plan schleifen oder fräsen lassen.

[fabian90]

Guten Abend an alle

habe es heute endlich geschafft meine lampe zu reparieren.

Wo die wärmeleitpads am heißesten waren, war es doch etwas mühsamer sie vollständig zu entfernen als ich zuerst dachte.
Mit hilfe einer rasierklinge, küchenpapier und isopropylalkohol gelang es mir jedoch und die Rückseite der zwei alten cob's sahen aus wie die der neuen.

Vor etwa zwei Stunden habe ich die vier cobs wieder auf die Kühlkörper montiert.
Ich habe im Internet dafür sehr gute wärmeleitpads gefunden... *Scherz*
Auf euren rat hin habe ich dieses mal die leds natürlich nicht mehr mit diesen pads, sondern mit 'arctic silver 5' verbunden.
das arbeiten mit dieser paste war angenehm, ich hoffe die Schicht zwischen kühlkörper und cob ist ideal.
das einzige was ich jetzt eigentlich noch wissen wollte ist: wie lange sollte man den warten vom anbringen bis zum einschalten?
Muss die flüssigkeit aushärten, wenn ja wie lange?
Sorry, doofe frage vielleicht, will aber nichts mehr riskieren

Gruß von fabi

[ustoni]

Arctic Silver 5 ist eine Wärmeleitpaste und dient ausschließlich zur Wärmeableitung, nicht aber dazu, die COBs auf dem Kühlkörper zu fixieren. Die COBs müssen daher unbedingt mit Halterung montiert werden.
Ich gehe mal davon aus, dass Du die Halterungen weiter verwendet hast.

Laut Hersteller verändert sich die Viskosität der Paste in 3 Phasen:
Phase 1: Viskosität bei Raumtemperatur so wie die Paste aus der Tube kommt zum Auftragen der Paste und Montage des Bauteils.
Phase 2: Im Betrieb, also bei Erwärmung, wird die Paste flüssiger. Dadurch werden auch feinste Unebenheiten ausgeglichen.
Phase 3: Während der folgenden 50 bis 200 Betriebsstunden wird die Paste wieder fester und erreicht dabei die optimale Wärmeleitfähigkeit.

Damit ist auch Deine Frage beantwortet:

wie lange sollte man den warten vom anbringen bis zum einschalten

Gar nicht, Du kannst sofort einschalten.

[Achim H]

Phase 2: Im Betrieb, also bei Erwärmung, wird die Paste flüssiger. Dadurch werden auch feinste Unebenheiten ausgeglichen.

Wäre es dann nicht sinnvoll, die Schrauben der Led-Halterung mit Betriebswärme nachzuziehen, damit diese enger am Kühlkörper anliegt und noch mehr überschüssige Wärmeleitpaste heraus quillt?

[ustoni]

Prinzipiell ja, allerdings nur mit der weiter oben erwähnten Kraft.

Bei erlaubten 0,4-0,6Nm kann man sich das aber wahrscheinlich eher sparen.