MH Reparatur - LEDs leiten Wärme nicht ab

  • Hallo liebe PPA`ler,


    ich bin gerade dabei zwei LED`s an einem Showtec Expression Compact zu tauschen, nur leider gelingt mir das Ergebnis nicht wirklich.


    Das Problem besteht darin das die LED Unterseite extrem fest (wie angelötet) auf der Platine klebt. Ich habe die Originalen LED`s mit einer Zange abbekommen.
    Die neuen habe ich dann verlötet und auf der Unterseite jeweils Wärmeleitpaste oder auch ein Wärmeleitpad versucht. Leider funktioniert beides nicht und die neue LED geht stirbt kürzeste Zeit am Hitzetod.



    Gibt es denn noch alternative Möglichkeiten?


    Würde so ein "Liquid Metalpad" funktionieren?


    Als Ersatz habe ich folgende LED`s bestellt: Klick!
    Die Betriebsspannung auf der Platine beträgt bei 100% genau 3,3V/LED


    Ich habe nun auch mal dem Hersteller geschrieben ob man das ganze Panel sogar nachbestellen könnte.


    Trotzdem vielen Dank bereits für eure Tipps!

  • Besteht der Platinenträger aus Aluminium? Dann ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass die wärmeableitende Basis der LEDs mit der Platine verlötet sind. Ein Wärmeleitpad oder Wärmeleitpaste wird bei SMD-Bauelementen nicht funktionieren. Bei diesen Kühlsystemen ist eine geringe Dicke der wärmeleitenden Schicht ohne Lufteinschlüsse obligatorisch, was man nur durch einen hohen Anpressdruck erreicht. Die kapillare Wirkung des Lötzinns reicht nicht aus um das zu bewerkstelligen. Zweitens erreicht man niemals die Wärmeleitfähigkeit einer richtigen Metallschicht. Und drittens sind weder Pads noch Paste so hitzestabil, dass ein Prozess bei knapp 300°C unbeschadet überstanden wird. Daher ist die einzige richtige Lösung das Einlöten der LED mit Lötpaste - sofern du mit der Zange nicht das Pad ruiniert hast.
    Hier ist die Aluminiumbasis allerdings ein richtig größes Problem, weil du ohne einen ordentlichen Reflow-Prozess nicht die Temperatur erreichen und halten können wirst, die notwendig ist. Du kannst es natürlich mit einer Heißluftpistole versuchen. Besser wäre allerdings eine Heizplatte und eine richtige Heißluftstation oder sogar ein Reflow-Ofen.


    Diese "Liquid Metal Pads" sind übrigens auch Verbundmaterialien und keine richtigen Metalle. Bei denen gilt das gleiche, wie bei den Pads und der Paste - mit dem einzigen Unterschied, dass diese noch einen Burn-In-Prozess bei hoher Temperatur haben. Ich weiß nicht ob die LED das so lustig findet eine knappe halbe Stunde bei knapp 100° zu arbeiten.

  • Mal abgesehen von den richtigen Kommentaren zu geeignetem Löt- und Verbundprozess....
    Du möchtest 2 LEDs tauschen, wie äußert sich der Fehler, sind nur DIE zwei defekt, oder ist ein ganzes Cluster defekt? Bist Du sicher, die originalen LEDs zu haben? Ich gehe davon aus, dass die LEDs in Clustern funktionieren sollen, würde heißen sie werden miteinander gesteuert und brauchen zwingend gleiche Leistungsdaten. Womöglich wurden die beiden Getauschten einfach nur geschrottet, weil sie im Verbund mit den Bestands-LED überlastet wurden?

    Lieber mit Röhre geampt, als in Selbige geschaut!

  • Es ist sehr unwahrscheinlich, dass die LEDs selektiert und parallel geschaltet wurden. Gerade bei günstigen Geräten wird das eine gesteuerte Stromquelle und eine Reihenschaltung sein. Fällt eine LED aus, sind alle LEDs des gleichen Kreises dunkel. Man kann aber natürlich durch ein Labornetzteil oder eine Testschaltung mit Vorwiderstand die defekte LED finden. Ich denke so weit war der TE auch schon. Danach hat es ja auch wieder funktioniert - nur eben nicht besonders lange.

  • Jop, Reihenschaltung von mehreren gleichen Farben, davon gehe ich auch aus.


    Wenn da nicht gerade nur Lötstellen defekt sind (was ich für wahrscheinlicher, als ein Verschleiß-Defekt halte) würde ich glaube ich die komplette LED-Platine wechseln, wenn einzelne ausfallen, dann kommen die anderen kurz darauf.
    Durch die massive thermische Beanspruchung kann auch mal die eine, oder andere Lötstelle einen Haarriss bekommen - mit bloßem Auge oft schwer erkennbar, nur mit viel Licht und Vergrößerungslinse.

    Lieber mit Röhre geampt, als in Selbige geschaut!

  • Das muss nicht sein. Das verfrühte Aus der LEDs kann verschiedene Ursachen haben. Gerade wenn eben günstige LEDs, unselektiert, mit großer Schwankungsbreite verbaut werden, kann die temperaturbedinge Alterung an einigen Stellen massive Abweichungen zum Rest zeigen. Diese können sein:
    - die Lötpads der entsprechenden LEDs waren mangelhaft und hatten dadurch eine geringere Temperaturleitfähigkeit (ist jetzt ja auch wieder der Fall :lol: )
    - die Schwellspannung einzelner LEDs und damit die Verlustleistung kann größer sein
    - durch ungleichmäßige Kühlung können sich auf der Platine Hot-Spots bilden


    Darüber hinaus besteht bei China-Ware (ich meine jetzt die LEDs) mit einer hohen qualitativen Schwankungsbreite sowieso immer die Gefahr eine Gurke zu erwischen.


    Eine Reparatur kann sich also durchaus lohnen. Wenn man Zugriff auf die notwendigen Gerätschaften hat. Wenn nicht, sollte man aufhören noch mehr Geld zu versenken und einfach die komplette Platine wechseln, da stimme ich voll und ganz zu.

  • Wow, vielen Dank für die rege Resonanz! Damit hätte ich nun auch nicht gerechnet :grin:


    Ok gut, fassen wir es kurz: Mit herkömmlichen Löttechniken wird das nichts! *


    Ich versuche mal eure Fragen von vorn aufzurollen und zu beantworten:


    Zitat

    Besteht der Platinenträger aus Aluminium?


    Leider ja! Demnach würde es nur mit der von dir genannten Technik funktioneren.


    Zitat

    Du möchtest 2 LEDs tauschen, wie äußert sich der Fehler, sind nur DIE zwei defekt, oder ist ein ganzes Cluster defekt?


    Die LED`s sind alle auf der Hälfte der Platine in Reihe geschalten. Das heist fällt eine aus, gehen 50% der LED`s der jeweiligen Farbe nicht mehr. Demnach muss! eine neue LED verbaut werden. Würde man einfach die Kontakte der defekten LED überbrücken (beispielsweise da Reparatur unmöglich), so wäre die maximale Spannung für den Rest zu hoch und dann steigt eine nach der anderen aus. Ergo kann ich es nur richtig und komplett reparieren oder garnicht!


    Zitat

    Womöglich wurden die beiden Getauschten einfach nur geschrottet, weil sie im Verbund mit den Bestands-LED überlastet wurden?


    Nope, ich habe hier alles genaustens durchgemessen. Die getauschten LED`s haben den gleichen Innenwiederstand wie die verbauten Exemplare, Spannung und Strom liegen auch im angegebenen Arbeitsbereich des Herstellers.


    Zitat

    Wenn da nicht gerade nur Lötstellen defekt sind (was ich für wahrscheinlicher, als ein Verschleiß-Defekt halte)...


    Das habe ich zuerst auch gedacht :)
    Eine Durchgangsprüfung ergab das alle Lötstellen und Leiterbahnen weder hochohmig noch defekt waren. Hier funktioniert alles. Wenn man sich die Verteilung der Wärmeleitpaste nach dem Öffnen der Maschine anschaute, denke ich eher das Hotspots für den vorzeitigen Defekt der beiden LED`s verantwortlich waren.





    Wie geht es nun weiter:
    Wie bereits gesagt habe ich dem Hersteller eine Mail geschrieben und warte noch auf eine Antwort.
    Weiterhin gibt es hier eine große Lötbude in der Nähe (Klick!). Da werde ich mal nachfragen ob die sich auch meinem Problem annehmen könnten. Evtl. gibt es ja einen Azubi der gerade Bedarf nach Arbeit hat :twisted:

  • VORSICHT:
    Den "Innenwiderstand" von Dioden/LEDs kann man nicht mal gerade so per Multimeter bestimmen, das ist ein dynamischer Wert, abhängig von der Kennlinie!
    Bei diesen Leistungen würde ich unbedingt auf das Tauschen einzelner LEDs verzichten und ALLE im in Reihe-geschalteten Cluster wechseln.

    Lieber mit Röhre geampt, als in Selbige geschaut!

  • UPDATE:


    Es gibt Neuigkeiten zur Reparatur des LED Panels.
    Ich habe das Teil nun einer Elektrofirma hier in Dresden gegeben. Die haben die Platine neu bestückt und anschließend in einem Ofen bei 300°C gebacken. So das die Lötpaste möglichst gleichmäßig an der Unterseite (Kühlfläche) der LED`s fließen kann. Ein schöner Nebeneffekt wäre, das damit auch wirklich alle Punkte neu verlötet wurden.


    Das Ende vom Lied ist nun das sich die Platine bei einer LED zum Teil von dem Alliuminiumkörper gelöst hat und daher kein Kontakt mehr besteht. Die neu verbauten LED`s scheinen auch nicht die richtigen zu sein. Sobald der Dimmer höher als 80% geschoben wird, geht die LED aus. Erst ein Erneutes einschalten bringt die neue LED zum leuchten.


    Der Techniker meinte das ich sowas auch zu Hause auf einer Herdplatte machen könnte. Unter ständiger Temperaturkontrolle wäre es kein Problem die LED`s daheim zu ersetzen.


    Tja ich bin hier mit meinem Latein am Ende.
    Den Hersteller und diverse Shops von Showtec (Highlite.nl) habe ich bereits kontaktiert. Die Geräte sind demnach nicht mehr lieferbar und es wären auch keine Ersatzteile käuflich. Entsprechende Gebrauchtgeräte kann ich leider ebenfalls nicht finden.
    Um eventuell noch Plagiate zu finden suchte ich nach 54x3w Geräten. Allerdings finden sich da nur PAR Kannen mit der falschen Farbmischung.

    Was noch hervorragend funktioniert wären Rot und Weiß!
    Es ist nur schade um den ganzen Wackelkopf, wenn es an solchen Kleinigkeiten mangelt. Ich bekomme den Spaß aufgrund der geringen Anzahl (1x funktionstüchtig, 1x defekt) auch nur sehr schwer verkauft.


    Habt Ihr noch eine brauchbare Idee?
    Nochmal 3 andere 3W LEDs bestellen und auf der Herdplatte austauschen, in der Hoffnung das sich die Platine unter Druck wieder mit dem Aluminiumkörper verbindet?



    Ich habe bei der Gelegenheit auch mal alles genaustens nachgemessen:
    - jeweils 6 LEDs pro Farbe sind hierbei in Reihe geschalten, wobei eine Spannung bei maximaler Stärke von 17,72V anliegt, das macht pro LED 2,95V
    - bei 6 LEDs in Reihe messe ich genau 1,057A. Das macht pro LED dann 176mA. Mir erscheint das aber etwas sehr wenig?!



    Nachtrag:


    Ich habe so eben die Herdplatten-Methode ausprobiert und das Bautel in 10 Minuten auf 250°C erhitzt. Die LEDs ließen sich damit wunderbar lösen und die Platine konnte ich ebenfalls wieder korrekt mit dem Aluminiumkörper verbinden. So würde ich dem ganzen noch eine Chance geben...


    Was meint Ihr wo man hierfür passende LEDs beziehen könnte?

  • *Seufz*
    Du hast "genaustens" gemessen, aber die Daten ergeben im Kontext keinen Sinn :grin: Wenn die LEDs "in Reihe" geschaltet sind und Du einen Gesamtstrom von 1,057A hast, dann gäbe das mit der berechneten Einzelspannung von 2,95V nach Adam Riese eine LED-Einzelleistung von 3,11W - das klingt recht passend.
    0,176A wären es bei parallelgeschalteten LEDs...jetzt schaust bitte noch mal ins Physikbuch und checkst die Begrifflichkeiten, dann wird vielleicht ´n Schuh draus.


    Wichtig wäre...
    ...bei einer Reihenschaltung: Die Einzelspannungen der LEDs und der Gesamtstrom.
    ...bei einer Parallelschaltung: Die Gesamtspannung und der Einzelstrom


    Von "mit 250° auf der Herdplatte rumkochen" halte ich persönlich nichts. Industrielle Reflow-Lötverfahren mit Infrarot oder Heißluft wärmen nur solange auf, wie für den Prozess unbedingt nötig,um die empfindlichen Halbleiter nicht zu belasten.
    Aber hey, wenn Du es versuchen willst - scheinbar gibt es ja nichts zu verlieren :wink:


    Warum bei überschreiten der Dimmer-Intensität von 80% die LEDs aus gehen, kann ich mir nur durch eine Überwachungselektronik erklären, die bei Parametern außerhalb der Toleranz abschaltet. Wo die Toleranzschwellen liegen, dürfte wiederum nur die Kristallkugel wissen.


    Offtopic:
    Dieser Stress mit dem Head bestärkt mich wieder in dem Gedanken:
    Entweder kauft man sich "Kanonenfutter" für schmalen Taler, das man nach Defekt ohne schlechtes Gewissen in die Tonne haut, oder schafft sich richtig gutes Material an, das man auch mal notfalls repariert bekommt.
    Dieses ganze Zeug vom Chinamann, das mit einem Top-P/L-Verhältnis daherkommt, aber nach kurzer Zeit die Grätsche macht und mit nicht verfügbaren Ersatzteilen nervt - I don´t need that!


    Gruß, Jürgen

    Lieber mit Röhre geampt, als in Selbige geschaut!

  • Zitat

    *Seufz*
    Du hast "genaustens" gemessen, aber die Daten ergeben im Kontext keinen Sinn :grin: Wenn die LEDs "in Reihe" geschaltet sind und Du einen Gesamtstrom von 1,057A hast, dann gäbe das mit der berechneten Einzelspannung von 2,95V nach Adam Riese eine LED-Einzelleistung von 3,11W - das klingt recht passend.
    0,176A wären es bei parallelgeschalteten LEDs...jetzt schaust bitte noch mal ins Physikbuch und checkst die Begrifflichkeiten, dann wird vielleicht ´n Schuh draus.


    OMG! Ach wie peinlich! :oops:
    Das passiert wohl wenn man sich den ganzen Tag in die Sonne haut :twisted:
    Ja klar du hast recht, ich hatte da einen völligen Denkfehler.


    Zum Thema Herd hast du ja bereits gesehen das man hier nicht mehr viel kaputt machen kann. Daher werde ich es einfach mal versuchen und berichten. Bezüglich der Lötpaste, welche möglichst gut wärmeleitend sein sollte, werde ich mal schauen was da Conrad so im Repertoire behält.


    Bei den LEDs die ich so gefunden habe werden folgende Daten angegeben: 2,9-3,9V/ max. 750mA.
    Gibt es nun Probleme wenn ich innerhalb der maximalen Leistung von 3W bleibe, jedoch eine Spannung von nur 2,9V drauf gebe bei 1A Strom? Werden die neuen LEDs dann zerstört und ich sollte weitersuchen oder ist es legitim solang ich 3W nicht überschreite?



    Offtobic:
    Du hast natürlich recht! Aber von einem Head der Neu 1800€ kostet, gehe ich schon stark davon aus das hier auch etwas Qualität eine Rolle spielt. Welche Hersteller würdest du denn in Hinsicht auf "richtig gutes Material und Service" empfehlen?
    (mal ehrlich, "Martin" produziert doch auch in China...)

  • *UPDATE*


    Es gibt Neuigkeiten.
    Ich habe nun neue LEDs bei einem anderen Händler gekauft. Diese machten von der Verpackungsart her einen wesentlich wertigeren Eindruck.


    Mit frischer SMD Lötpaste bewaffnet (3,5% Silberanteil) habe ich mich dann am Herd versucht. Bei etwa 210°C ist die Lötpaste geschmolzen und es konnten die neuen LED`s aufgesetzt werden. Soweit so gut...


    Alles im MH zusammengebaut der erste Test ... alle leuchten gleichmäßig hell :D
    Bei 100% Helligkeit unterscheiden sich die neuen von den alten LED`s um etwa 2°C gemessener Wärme. Sonst ist alles sehr gleichmäßig verteilt. Hotspots konnte ich diesmal keine messen.


    Nach 2 Stunden leuchten bei 100% und einer gemessenen PCB-Temperatur von 45°C halte ich das Ergebnis für gelungen.



    Noch ein interessanter Aspekt der mir auffiel:
    Bei dem ersten Test hatte ich nach etwa 10 Minuten eine Temperatur sowohl am PCB, als auch am Kühlkörper von 60°C. Das erschien mir dann doch deutlich zu hoch!
    So habe ich mich etwas durch das Menü des Gerätes geklickt und bin auf die "FAN"-Bedienung gestoßen.
    Hier gibt es insgesamt 4 Modi: Auto | Low | Normal | High
    Im Modus "Auto" lief der Lüfter mit der geringsten Drehzahl und regelte leider auch bei 60°C auch nicht höher!
    Bei der Einstellung "Low" wurde es dann deutlich lauter und das Gerät kühlte auf 50°C herunter. Dort adaptierte sich dann auch die Lüfterdrehzahl.
    Ich habe es nun auf "normal" gestellt, wodurch das PCB nur 45°C warm wird. Bei 33°C Raumtemperatur ist es natürlich auch eine entsprechende Lärmbelastung. Aber gut, die Teile sollen ja auch keine Gala ausleuchten.
    Ob der "Auto" Modus so sein soll oder nicht bleibt mal unbeantwortet.

  • Glückwunsch zur gelungenen Reparatur :D
    Der "Auto"-Modus für den Lüfter klingt irgendwie "kaputt" :lol: Eigentlich könnte man erwarten, dass der Lüfter dann temperaturgeregelt läuft...

    Lieber mit Röhre geampt, als in Selbige geschaut!

  • Das Rätsel sei gelöst: Im "Auto"-Modus lässt sich der Lüfter über DMX steuern. Hier gibt es feste Werte und eine temperaturgeregelte Lüfterdrehzahl zur Auswahl. Wozu braucht man sowas?!

  • Zitat von "Tom Wantler"

    Das Rätsel sei gelöst: Im "Auto"-Modus lässt sich der Lüfter über DMX steuern. Hier gibt es feste Werte und eine temperaturgeregelte Lüfterdrehzahl zur Auswahl. Wozu braucht man sowas?!

    Braucht IMHO kein Mensch!
    Das lasse ich mir gefallen, bei einer Windmaschine, die per DMX steuerbar ist :grin:

    Lieber mit Röhre geampt, als in Selbige geschaut!

  • Ich muss diese Leiche leider doch noch einmal ausgraben!


    Stand der Dinge ist nun das sich die neuen LED`s bereits nach wenigen Betriebsstunden wieder verabschieden. Daher habe ich nochmal ein wenig das Netz durchsucht und hier den "Briteq BT 54l3" gefunden. Laut Hersteller ist dieser 100% identisch zu meinem Showtec. Es ist nun möglich die Platine als Ersatzteil zu bestellen. Kostenpunkt: 500€!!!


    Da stellt sich mir nun die Frage was ich da am besten tun sollte:


    1. Platine bestellen, hoffen das alles tatsächlich identisch aufgebaut ist oder im schlimmsten Fall 500€ zu versemmeln


    2. Beide Geräte (1x voll funktionstüchtig, 1x defekte LED Platine, beide Geräte im Case mit Rollen) verkaufen. Aber was soll man für ein funktionierendes Gerät groß bekommen, da die Teile tatsächlich nicht all zu oft verkauft wurden?!

  • Das Problem hier könnte ein ganz anderes sein..
    Kaufe oft defekte LED Geräte von Ebay und fast immer sind wenn LEDS ausfallen die Roten die kaputten.


    Du solltest hier zu erstm mal den Strom und die Spannung messen den die Roten Stränge bekommen, und gucken ob das mit dem Übereinstimmt was deine LEDs bekommen dürfen, und wenn das nicht stimmt, anpassen. In vielen Geräten sind einfach die gleichen KSQs für die LED Farben drinnen, aber die LEDs unterscheiden sich je nach Farbe von Spannung & Strom her.

  • So wie ich am Anfang des Posts gelesen habe, gibt es mehrere Cluster von LED Reihenschaltungen einer Farbe.
    Also einfach mal Strom und Spannung der Nachbar-Reihenschaltung messen und dann vergleichen.


    Da sich immer an der gleichen Stelle die LEDs verabschieden, muss es hier eine Schwachstelle geben. Sprich LED Typ, Wärmeableitung oder ähnliches.



    Stell den MH doch mal in ein Kühlhaus und lass ihn dort 48 Stunden am Stück laufen. :)