S202 S02 (SSR) und Thermal Vias

Es ist zwar nicht unbedingt die Antwort auf die Frage, aber trotzdem 
gebe ich 'mal meinen Senf dazu:

1.) Wenn die Leistung so minimal ist, wie von Dir beschrieben, dann 
vergiss die Thematik mit den Thermal Vias.

2.) Wenn Du das Relais schon liegend (gewinkelt) einbaust, dann könnte 
man
ja zwischen dem Halbleiter und der Platine Luft lassen (im wörtlichstem 
Sinne). Das wäre wärmeabfuhrtechnisch wahrscheinlich wohl besser.

Falls die mechanische Stabilität durch Anschrauben erhöht werden soll, 
so kann man das ja trotzdem tun (siehe Bild).

3.) JFTR, die kleinen Silbernen Kontakte an der Vorderseite des SSR 
führen Netzspannung, aber das weißt Du ja bestimmt.

Sorry, daß ich Dir deine eigentliche Frage nicht beantwortet habe.

Es grüßt N.

Nandfänger schrieb:
> 1.) Wenn die Leistung so minimal ist, wie von Dir beschrieben, dann
> vergiss die Thematik mit den Thermal Vias.

Nur weil es nicht unbedingt nötig ist kann man sich trotzdem mit der 
Thematik beschäftigen. Die Appnotes dazu sind alle äußerst lehrreich.

Nandfänger schrieb:
> 2.) Wenn Du das Relais schon liegend (gewinkelt) einbaust, dann könnte
> man
> ja zwischen dem Halbleiter und der Platine Luft lassen (im wörtlichstem
> Sinne). Das wäre wärmeabfuhrtechnisch wahrscheinlich wohl besser.

Ich hoffe das soll ein Aprilscherz sein. Mehr muss man dazu glaube ich 
nicht sagen. Alle Ingenieure+Hersteller betrügen und batteln - in 
wirklichkeit betrügt uns die Physik auch noch. Luft leitet (auch noch 
ohne Konvektion) Wärme viel besser ab als alles Kupfer auf der Platine. 
Die ganzen Kühlkörper, auch in PCs, Notebooks, Handy ... ALLES BETRUG 
!!! Funktioniert nicht. Lieber an der Luft baumeln lassen !!! Fallt 
nicht darauf rein Leute !!! Jeder will uns verarschen^^

Leute bitte - einige Hersteller LED geben in ihren AppNotes sogar an 
dass es besser ist Dickkupfer zu nehmen als Alucores in die Platine 
einzuarbeiten. Luft ist im allgemeinen ein unglaublich schlechter 
Wärmeleiter. Bitte schaut euch dazu Grundlagen an. Natürlich ist es 
tausend mal besser die Dinger auf die Platine zu legen, wenn man keinen 
Kühlkörper hat.

Nandfänger schrieb:
> Falls die mechanische Stabilität durch Anschrauben erhöht werden soll,
> so kann man das ja trotzdem tun (siehe Bild).

Wie auf dem Bild dargestellt ist das ist mit Sicherheit der 
allerschlechteste Weg.

Linüx schrieb:
> Nandfänger schrieb:
>> 1.) Wenn die Leistung so minimal ist, wie von Dir beschrieben, dann
>> vergiss die Thematik mit den Thermal Vias.
> Nur weil es nicht unbedingt nötig ist kann man sich trotzdem mit der
> Thematik beschäftigen. Die Appnotes dazu sind alle äußerst lehrreich.

Habe ich das denn bestritten?

>> 2.) Wenn Du das Relais schon liegend (gewinkelt) einbaust, dann
>> könnte man ja zwischen dem Halbleiter und der Platine Luft lassen
>> (im wörtlichstem Sinne). Das wäre wärmeabfuhrtechnisch
>> wahrscheinlich wohl besser.
> Ich hoffe das soll ein Aprilscherz sein.

Mit nichten, der verehrte Herr!

> Mehr muss man dazu glaube ich nicht sagen.

Also bleibt es beim blöd labern ohne Argumente?

> Alle Ingenieure+Hersteller betrügen und batteln - in
> wirklichkeit betrügt uns die Physik auch noch.

Habe ich das behauptet? Nein. Ergo: Du unterstellst.

> Luft leitet (auch noch ohne Konvektion) Wärme viel besser ab
> als alles Kupfer auf der Platine.

Tolle Wurst! Die Wärme in's Kupfer reinzubringen ist die eine Sache.
Aber nur weil Wärmeenergie in's Kupfer "reingepumpt" wird, heißt das
ja noch lange nicht, daß sie dort verschwindet. Die muß dort genau
so wieder raus.
Wenn Du schon mit der Physik kommst: man Energieerhaltung

> Die ganzen Kühlkörper, auch in PCs, Notebooks, Handy ... ALLES BETRUG

Hast Du das Topposting überhaupt gelesen? Und falls ja: Sinnentnehmend?
Wenn der OP Platz für einen Kühlkörper hätte, dann würde er wohl schon
einen an das SSR dranflanschen. Das Problem ergibt sich ja gerade aus
dem Platzmangel!

> Leute bitte - einige Hersteller LED geben in ihren AppNotes sogar an
> dass es besser ist Dickkupfer zu nehmen als Alucores in die Platine
> einzuarbeiten.

Solche Halbleiterbausteine sind aber auch wesentlich besser, was die
Wärmeableitung nach Aussen betrifft. Hast Du schon einmal etwas von
R_th(Junction-to-Case/Junction-to-Solderpad) gehört?

Mal zufällig rausgepickt:
OSRAM Power LED, 4.6 Watt, Rot, LRW5SN: Typ. 6,5 K/W - Max. 11 K/W
DSPIC30F4011-20I/ML, QFN44, dsPIC-Controller: Typ. 28 K/W
Und jetzt das Teil vom OP: Sharp S202S02: ~45 K/W

Fällt Dir was auf?

> Luft ist im allgemeinen ein unglaublich schlechter Wärmeleiter.
> Bitte schaut euch dazu Grundlagen an. Natürlich ist es tausend
> mal besser die Dinger auf die Platine zu legen, wenn man keinen
> Kühlkörper hat.

Stellt sich die Frage, was effizienter ist:
R_th( Junction2Case + Case2CopperTop + Vias + CopperBottom2Ambient )
vs.
R_th( Junction2Case + Case2Ambient )

> (auch noch ohne Konvektion)

Schon 'mal was vom Archimedis'schem Prinzip gehört? Warme Luft steigt 
auf.

> Wie auf dem Bild dargestellt ist das ist mit Sicherheit der
> allerschlechteste Weg.

I doubt.

Einen erleuchtenden Pfingstsonntag wünscht Dir N.

Linüx schrieb:
> Die ganzen Kühlkörper, auch in PCs, Notebooks, Handy ... ALLES BETRUG

Offensichtlich hast du ja die Möglichkeit gefunden, die Wärmeenergie in 
einem schwarzen Loch in der Leiterplatte spurlos verschwinden zu lassen. 
Aber wir anderen armen Schweine sind immer noch gezwungen, sie irgendwie 
an die Umgebung abzugeben. Hast du dir deine Energiesenken patentieren 
lassen? Sowas ist mindestens so wertvoll wie ein Perpetuum Mobile, man 
denke bloss an die Serverfarmen, die keine Kühlaggregate mehr brauchen, 
und für Kernkraftwerke ergeben sich auch ganz neue Möglichkeiten 
anstelle der betrügerischen Kühltürme.

Gruss Reinhard

Hat hier ernsthaft keiner die Ironie hinter meinem durchweg 
sarkastischen Post verstanden?

Nandfänger schrieb:
> Stellt sich die Frage, was effizienter ist:
> R_th( Junction2Case + Case2CopperTop + Vias + CopperBottom2Ambient )
> vs.
> R_th( Junction2Case + Case2Ambient )

Dann erklär mir doch bitte warum es passive Kühlkörper gibt. Deiner 
Logik nach fügen die ja nur Wärmewiderstand dazu. Die Platine ist nichts 
als ein passiver Kühlkörper. Und der ist in milliarden Geräten verbaut. 
Und du bist der erste der behauptet das würde nix bringen. Verzeihe mein 
Misstrauen. Die Auflösung ist natürlich, dass die Wärme auf eine größere 
Fläche verteilt wird und damit besser "abkonvektioniert" bzw. 
"abtransportiert" werden kann. Darum gibt es passive Kühlkörper.

Nandfänger schrieb:
> Schon 'mal was vom Archimedis'schem Prinzip gehört? Warme Luft steigt
> auf.

Nicht wenn man die Wärme unter dem Bauteil einsperrt (jaja ich weiß an 
der Seite geht es dann vorbei).

Nandfänger schrieb:
>> Wie auf dem Bild dargestellt ist das ist mit Sicherheit der
>> allerschlechteste Weg.
>
> I doubt.

Ich nicht. Wenn man ihn aufstellen würde käme die Warme Luft noch besser 
weg, als wenn man ihn so hinlegt wie du. Selbst wenn man ihn anders 
herum hinlegen würde wäre das besser. Dann wäre nämlich die heißere 
Seite nach oben gerichtet und die Wärme steigt ja auf (weißt du ja 
oder?)

oder

hast du schonmal deine Konstruktion irgendwo (außer bei HobbyDIYpfusch) 
gesehen? In einem seriösen Gerät? Es gibt 2 Möglichkeiten:
1. alle anderen außer dir sind blöd
2. dein Geschreibse ist Unsinn und darum macht man es nicht

Linüx schrieb:
> Hat hier ernsthaft keiner die Ironie hinter meinem durchweg
> sarkastischen Post verstanden?

Blödsinn, das war im Besten Falle einfach Dummfug.
Im Schlechteren Trollerei. Das war aber von vornherein klar, denn wo 
sich multiple Ausrufezeichen mit Plenkerei paaren, ist selten Ironie zu 
finden, aber Trollerei die Regel.

>> Stellt sich die Frage, was effizienter ist:
>> R_th( Junction2Case + Case2CopperTop + Vias + CopperBottom2Ambient )
>> vs.
>> R_th( Junction2Case + Case2Ambient )
> Dann erklär mir doch bitte warum es passive Kühlkörper gibt. Deiner
> Logik nach fügen die ja nur Wärmewiderstand dazu.

Das "nur" unterstellst Du mir ja schon wieder. Und ja, der Übergang von 
Bauteil zum Kühlkörper fügt natürlich einen zusätzlichen Wärmewiderstand
in's Gesamtsystem ein, aber das ist Dir ja anscheinend bekannt.

> Die Platine ist nichts als ein passiver Kühlkörper. Und der ist in
> milliarden Geräten verbaut. Und du bist der erste der behauptet das
> würde nix bringen.

Wieder eine wahnwitzige Behauptung, die ich so gar nicht aufgestellt 
habe.

> Die Auflösung ist natürlich, dass die Wärme auf eine größere
> Fläche verteilt wird und damit besser "abkonvektioniert" bzw.
> "abtransportiert" werden kann. Darum gibt es passive Kühlkörper.

Eben, Du weißt es und ich weiß es. Und genau so wie ich weiß, daß
Du die Grundlagen kennst, weißt Du das von mir ebenfalls.
Ergo: Klassische Trollerei.

Urban Dictionary: Troll - "One who purposely and deliberately (that 
purpose usually being self-amusement) starts an argument in a manner
which attacks others on a forum without in any way listening to the 
arguments proposed by his or her peers."

> Wenn man ihn aufstellen würde käme die Warme Luft noch besser
> weg, als wenn man ihn so hinlegt wie du.
>> Hast Du das Topposting überhaupt gelesen? Und falls ja: Sinnentnehmend?
>> Wenn der OP Platz für einen Kühlkörper hätte, dann würde er wohl schon
>> einen an das SSR dranflanschen. Das Problem ergibt sich ja gerade aus
>> dem Platzmangel!

[ ] Du hast das Anfangspost des OP gelesen und verstanden.

Also nochmal zum mitschreiben: Wenn er ihn aufstellen könnte, dann
hätte er die ganzen Probleme gar nicht!

> Selbst wenn man ihn anders herum hinlegen würde wäre das besser.
> Dann wäre nämlich die heißere Seite nach oben gerichtet

Woher weisst Du überhaupt, wie die Platine eingebaut wird. Die kann man
nämlich auch aufstellen. Allerdings hätte ich dann schwerlich Mutter,
Schraube und Hülse einzeichnen können, aus der Vogelperspektive.

Es gäbe auch die Möglichkeit, dort, wo das "liegende" SSR ist, die
Platine auszufräsen. Deshalb schrieb ich auch in meinem ersten Post
"Falls die mechanische Stabilität durch Anschrauben erhöht werden soll, 
..."

Ich kenne weder die Orientierung der Platine im Raum, noch weiß ich
genau, wie viel Platz der OP denn nun wirklich hat. Und Du kannst es
auch nicht wissen. Ziemlich sicher ist nur, daß das Gehäuse, wo die
ganze Schaltung rein soll, nicht sonderlich gut Wärmeleitend ist, denn
sonst hätte der Ursprungsposter den Sharp wohl an's Gehäuse geschraubt.

Ob und wie man den Sharp drehen kann, weiß man auch nicht so genau,
wir kennen die Platine beide nicht. Da aber anzunehmen ist, daß das
Gehäuse nicht sonderlich gut wärmeleitend ist, bringt es wohl auch
nicht viel, das SSR mittels Thermal Vias auf die gegenüberliegende
Massefläche zu entlasten, denn dort kann die Wärme dann ja ebenfalls
nicht weg. Davon mal abgesehen wissen wir nix vom Temperaturgradienten.
Auf der Bestückungsseite ist wenigstens ein bisschen Luft,
da geht die Wärme dann wohl auch leichter weg. Zumal es sich ja nicht
um große Leistungen handelt. Vielleicht ist es ein Plastikgehäuse mit
Lüftungsschlitzen oben und unten. Wie gesagt, wir wissen es nicht.

Im Übrigen habe ich nie behauptet, daß die von mir schnell mit paint
hingekritzelte Lösung die Lösung aller Probleme sei. Ich weiß nämlich
auch nicht mehr von den realen Gegebenheiten bei Michael, deswegen habe
ich auch gleich zweimal den Konjunktiv (man könnte) verwendet.

Möglicher Weise ist die Bottomside der Platine wirklich so viel kühler,
und der Platz so gering, daß es wirklich nur mit Vias funktioniert.

> hast du schonmal deine Konstruktion irgendwo (außer bei HobbyDIYpfusch)
> gesehen? In einem seriösen Gerät?

Gesehen schon, aber ich weiß nicht mehr wo. Und nein, das war kein 
Selbstbau. Ich werde mir jedenfalls nicht die Mühe machen, für Dich 
jetzt auch noch extra Bilder herauszusuchen.

Es gibt 2 Möglichkeiten:
> 1. alle anderen außer dir sind blöd
> 2. dein Geschreibse ist Unsinn und darum macht man es nicht

Es gibt eine Dritte: Du verdrehst anderen Leuten gerne die Wörter im 
Mund, trägst im Endeffekt nichts wirklich sinnvolles zur Lösung des 
Problems des OPs Micheal bei und kommst mit fadenscheinigen Argumenten 
wie Ironie.

Ich denke, daß ich meinen Standpunkt klar dargelegt habe. Wenn meine
mögliche Lösung dem OP hilft, dann ist es mir Recht, wenn er eine andere 
oder für seinen Anwendungsfall sogar besser passende Lösung findet, dann 
ist es noch besser für ihn. Meine kleine Skizze war nur ein Hinweis 
darauf, wie es eventuell auch zu lösen wäre, nicht mehr und nicht 
weniger.

Gut, das pauschale "Vergiß Vias" vom Anfang meines erstes Posts ist wohl 
nicht die richtige formulierung gewesen, falls Du Dich daran störst.

Für mich ist an Dieser Stelle mit Dir jedoch EOD, ich sehe keinen Sinn 
mehr, mit Dir hier weiterzudiskutieren. Dumm anquatschen lassen kann ich 
mich auch von $_IRL-Person.

Schönen Tag noch, N.

Nandfänger schrieb:
>>> Stellt sich die Frage, was effizienter ist:
>>> R_th( Junction2Case + Case2CopperTop + Vias + CopperBottom2Ambient )
>>> vs.
>>> R_th( Junction2Case + Case2Ambient )
>> Dann erklär mir doch bitte warum es passive Kühlkörper gibt. Deiner
>> Logik nach fügen die ja nur Wärmewiderstand dazu.
>
> Das "nur" unterstellst Du mir ja schon wieder. Und ja, der Übergang von
> Bauteil zum Kühlkörper fügt natürlich einen zusätzlichen Wärmewiderstand
> in's Gesamtsystem ein, aber das ist Dir ja anscheinend bekannt.

Natürlich ist mir das bekannt. Trotzdem verwendet man Kühlkörper. Obwohl 
der Wärmewiderstand sich dadurch erhöht. Aber so bekommt man die Wärme 
eben besser weg. Sinn und Zweck eines Kühlkörpers.

[ ] Ich habe verstanden, dass das hinzufügen des Wärmewiderstandes bei 
einem Passivkühlkörper sinnvoll ist. Es wird nicht umsonst millionenfach 
praktiziert.

Nandfänger schrieb:
>> Die Platine ist nichts als ein passiver Kühlkörper. Und der ist in
>> milliarden Geräten verbaut. Und du bist der erste der behauptet das
>> würde nix bringen.
>
> Wieder eine wahnwitzige Behauptung, die ich so gar nicht aufgestellt
> habe.

Das ist auch eine Behauptung von mir. Hab ich dir nicht unterstellt. Ich 
verstehe irgendwie deine Posts so, dass du da gegenteiliger Meinung 
bist.

Nandfänger schrieb:
>> Die Auflösung ist natürlich, dass die Wärme auf eine größere
>> Fläche verteilt wird und damit besser "abkonvektioniert" bzw.
>> "abtransportiert" werden kann. Darum gibt es passive Kühlkörper.
>
> Eben, Du weißt es und ich weiß es. Und genau so wie ich weiß, daß
> Du die Grundlagen kennst, weißt Du das von mir ebenfalls.
> Ergo: Klassische Trollerei.

Hä ??? Du plädierst doch dafür das SSR in die Luft zu hängen und ich 
mockiere, dass ich das für suboptimal halte. Ich sag doch nur die ganze 
Zeit, dass ich von deiner Methode nichts halte (-> Zeichnung).

Nandfänger schrieb:
> Ergo: Klassische Trollerei.

Ich sag nur, dass deine Methode nichts ist. Keiner macht's so und das 
hat auch seine Gründe. Fertig. Das hat nix mit Trollerei zu tun. Ich 
wähle vielleicht nicht immer den angebrachtesten und höflichsten Ton 
aber trollen tu ich hier nicht. Du willst doch (völlig lächerlich) das 
Ding in die Luft hängen. Warum werden denn CPUs nicht ohne Kühlkörper an 
die frische Luft gehängt. Der hat doch nur mehr Wärmewiderstand ?! Ich 
kapier deine Argumentation nicht.

Nandfänger schrieb:
> Es gäbe auch die Möglichkeit, dort, wo das "liegende" SSR ist, die
> Platine auszufräsen. Deshalb schrieb ich auch in meinem ersten Post
> "Falls die mechanische Stabilität durch Anschrauben erhöht werden soll,
> ..."

Um was genau zu erreichen? Warum nicht einfach auf die Platine legen so 
wie es jeder macht. Hast du das schonmal gesehen? Ich nicht. Meinst du, 
dass man durch dadurch eine besser Kühlung erreicht als, wenn man das 
Ding auf die Platine legt?

Nandfänger schrieb:
> Da aber anzunehmen ist, daß das
> Gehäuse nicht sonderlich gut wärmeleitend ist, bringt es wohl auch
> nicht viel, das SSR mittels Thermal Vias auf die gegenüberliegende
> Massefläche zu entlasten, denn dort kann die Wärme dann ja ebenfalls
> nicht weg.

Ja natürlich. Das ist doch das Prinzip eines jeden Kühlkörpers. Fläche 
(mit möglichst guter Wärmeleitfähigkeit) maximieren. Dann wird nämlich 
nicht nur ein kleiner Punkt besonders heiß, sondern eine große Fläche 
mittelwarm. Das ist der Sinn eines jeden passiven Kühlkörpers. Aktive 
Konvektion ist was anderes. Und natürlich kann die Wärme bei einer 
großen Fläche besser abgegeben werden, als bei einer kleinen.

Nandfänger schrieb:
> Im Übrigen habe ich nie behauptet, daß die von mir schnell mit paint
> hingekritzelte Lösung die Lösung aller Probleme sei. Ich weiß nämlich
> auch nicht mehr von den realen Gegebenheiten bei Michael, deswegen habe
> ich auch gleich zweimal den Konjunktiv (man könnte) verwendet.

Diese Lösung ist meiner Meinung nach immer noch die schlechteste da die 
Wärme genau Null verteilt wird sondern nur das SSR hochgehalten wird in 
eine kaum vorhandene Konvektion. Meine Lösung hat zumindest noch eine 
Verteilung der Wärme zur Folge. Damit kann sie besser durch die 
entstehende Konvektion abtransportiert werden.

Nandfänger schrieb:
> Es gibt 2 Möglichkeiten:
>> 1. alle anderen außer dir sind blöd
>> 2. dein Geschreibse ist Unsinn und darum macht man es nicht
>
> Es gibt eine Dritte: Du verdrehst anderen Leuten gerne die Wörter im
> Mund, trägst im Endeffekt nichts wirklich sinnvolles zur Lösung des
> Problems des OPs Micheal bei und kommst mit fadenscheinigen Argumenten
> wie Ironie.

Wenn ich jemandem die Worte im Mund verdreht haben sollte dann bitte ich 
das zu entschuldigen. Ich wollte eigentlich außschließlich darlegen, 
dass ich deine Variante aus mehrfach genannten Gründen für nicht gut 
erachte. Ich verstehe nicht wo ich dir die Worte im Mund verdreht haben 
soll ...

Nandfänger schrieb:
> Gut, das pauschale "Vergiß Vias" vom Anfang meines erstes Posts ist wohl
> nicht die richtige formulierung gewesen, falls Du Dich daran störst.

Kannst du mir erklären warum jeder Halbleiterhersteller seine thermisch 
kritischen Bauteile wenn möglich in ein QFN Gehäuse reinsteckt unter dem 
ein riesen thermal pad ist und wofür es tausende Appnotes gibt wie genau 
man die Viagröße- und verteilung berechnet? Oder haben die alle keine 
Ahnung die Hersteller?

Nandfänger schrieb:
>> hast du schonmal deine Konstruktion irgendwo (außer bei HobbyDIYpfusch)
>> gesehen? In einem seriösen Gerät?
>
> Gesehen schon, aber ich weiß nicht mehr wo. Und nein, das war kein
> Selbstbau. Ich werde mir jedenfalls nicht die Mühe machen, für Dich
> jetzt auch noch extra Bilder herauszusuchen.

Das ist gegen einen Grundsatz der Wissenschaft. Ich kann nicht 
Behauptungen aufstellen und die nicht begründen können. Sorry das ist 
für mich daneben.

Nandfänger schrieb:
> Für mich ist an Dieser Stelle mit Dir jedoch EOD, ich sehe keinen Sinn
> mehr, mit Dir hier weiterzudiskutieren.

Ich wäre dir dennoch dankbar wenn du mir speziell die Frage mit den 
vielen Appnotes verschiedener Hersteller erklären könntest und warum du 
begründet partout anderer Meinung als diese bist. Ich verstehe auch 
nicht wie du die Meinung vertreten kannst, dass es besser ist das SSR in 
die Luft zu hängen, als wie jeder es macht es auf die Platine legst um 
die Wärme zu verteilen. Das ist doch gegen den Sinn und Zweck eines 
jeden passiven Kühlkörpers. ?!

Nandfänger schrieb:
> fadenscheinigen Argumenten
> wie Ironie.

Ich kann einfach an deiner Meinung keinen wissenschaftlichen Charakter 
erkennen. Ich fand deine Aussage sogar so lächerleich, dass ich dachte 
das Stilmittel der Ironie sei hier angebracht. Das war aber nicht ok und 
ging ja deutlich sichtbar nach Hinten los. Dafür möchte ich mich auch 
entschuldigen.