Hallo zusammen,
ich möchte einen 19x19mm BGA Chip kühlen.
Ich kenne die Pastikklammern um entsprechende Kühlkörper zu montieren.
Die sind aber nicht überall zu bekommen und da scheint jeder Hesteller
sein Süppchen zu kochen.
Und ich bekomme da auch Platzprobleme da rundherum noch Bauteile recht
nah angeordnet sind und ich in der Höhe sehr wenig Platz habe.
Der KK (Stiftkühlkörper) ist recht klein, wird aber mit Luft
durchströmt.
Wärmeleitkleber möchte ich nicht nehmen, der Kühlkörper soll auch wieder
entfernt werden können.
Wie könnte ich den KK relativ sicher anbringen, ohne dass er zu wandern
beginnt.
Der BGA hat ja in der Mitte eine Erhöhung, ca 12x12mm breit.
Ich dachte einen KK ca 14x14 zu nehmen, der geringfügig breiter ist als
die
Breite der Erhöhung am Chip.
Auf die Kühlfläche würde ich handelsübliche Wärmeleitpaste verwenden.
Und in dem Bereich, in dem der KK übersteht, dachte ich, ein Silikon zu
verwenden, das zwar "klebt", aber einfach zu entfernen ist.
Sozusagen mit Silikon rundherum festlegen.
Aufgefallen ist mir da "Heatsink Plaster" im ebäy (eine Tube Silikon).
Obwohl er wärmeleitend sein soll, gehts mir hierbei mehr um die Klebung
und
Entfernbarkeit.
Was denkt ihr, hat jemand dazu vielleicht eine weitere Idee?
Besten Dank!
Werner H. schrieb:> Auf die Kühlfläche würde ich handelsübliche Wärmeleitpaste verwenden.> Und in dem Bereich, in dem der KK übersteht, dachte ich, ein Silikon zu> verwenden, das zwar "klebt", aber einfach zu entfernen ist.> Sozusagen mit Silikon rundherum festlegen.
Keine gute Idee. Wärmeleitpaste funktioniert nur mit Druck sinnvoll
(denn nur dann bildet sie den möglichst dünnen Film, der den Luftspalt
zwischen zu kühlendem Bauteil und Kühlkörper füllt.
Wenn Du den Kühlkörper nur auflegst und seitlich mit Silikongummi o.ä.
festklebst, fehlt der Druck.
Wenn keine Halteklammern möglich sind: Wärmeleitkleber verwenden. Sonst
Halteklammern einplanen, d.h. gegebenenfalls das Platinenlayout
anpassen.
Fischer verkauft Kühlkörper gleich mit Wärmeleitkleber:
https://www.fischerelektronik.de/web_fischer/de_DE/K%c3%bchlk%c3%b6rper/B02/K%c3%bchlk%c3%b6rper%20f%c3%bcr%20BGA/PR/ICKBGA14x14x10_/index.xhtml
Stimmt, da hast du Recht. Daran hatte ich nicht gedacht.
Ursprünglich war der Gedanke, nur Wärmleitsilikon zu nehmen,
wie bei den Produkten angepriesen.
Der nächste Gedanke war dann, Wärmeleitpaste ist besser als Silikon...
Besten Dank für den Hinweis. Muss ich nochmal überdenken.
Werner H. schrieb:> Klebung> und> Entfernbarkeit
Zeitbombe "leichte" Entfernbarkeit
, also das entfernen durch Kraft, Vibration, Stoss, Temperatur, und
Zeiteinwirkung: der KK fliegt und liegt irgendwann in der restlichen
Schaltung.
Kleben: langzeithart geklebt kann ewig gut gehen. Oder sofort versaut
sein (habe ichselbst mal mit Vanta am meinem ollen PC-HDD-VCR
hinbekommen, seitdem musste ich Geblaesekuehlen, Grrrrrr). Zugegeben:
ich hatte die Klebung schlecht vorbereitet, in Folge: mehr Dreck als
Sekundenkleber aufm Chip, Dreck wirkt jetzt als Abstandshalter,
thermische Verbindung schrottig...aber zerstoerungsfrei auseinander
bekomme ich "das Konstrukt" niemals mehr.
Rufus Τ. F. schrieb:> Wärmeleitkleber verwenden
An Werners Stelle wuerde ich Cyanacrylat (aka "Sekundenkleber") bei
solch kleinen Flaechen und kleinen Leistungen immer wieder einsetzen.
Soll ja nix kosten. Allerdings Klebeflaechen gut entfetten, und
Klebemoment gut vorbereiten. Anpressdruck und Verarbeitungszeit von nur
10 Sekunden sind sehr kurz. Zu kurz um (Tabak-)Kruemel zu entfernen + zu
lang, um kippen und verdrehen auf den Kruemeln zu vehindern. Mein
Problemfall Vanta: Selbstverstaendlich auch die Finger mit angeklebt;
die Hautfetzen auf der KK-Oberflaeche verbesserten die
Waermeleitfaehigkeit nicht.
So, genug zum Affen gemacht. Meistens klappt kleben gut.
"Professioneller" sind auf jeden Fall Halteklammern. Mir Federn zum
anpressen, und WLP. Am selben Beispiel: Irgendwann dickere Graka
gebraucht (zocken am Videorecorder,LOL, das waren noch Zeiten). Viel
mehr Rechenleistung, etwas mehr thermische Leistung, Bestueckungsdichte
eng: grosse, lange, hohe Klammer aus Blech + zwei Kugelschreiberfedern
gegen Platinenrand hingefrickelt, drueckt KK runter. Funzte Jahrelang
(und ich wette: jetzt auch noch, ist aber ausser Betrieb genommen)
Die Qual der Wahl. HTH
Ich mach sowas mit beidseitig klebender Wärmeleitfolie. Allerdings wirst
du damit keinen Rütteltest bestehen, die mechanischen Beanspruchungen
sollten sehr gering sein.
Hallo zusammen,
@Gast HTH,
ja die Klammern sind ja sehr schwer zu bekommen, und wenn, dann nicht
für alle Grössen. Zumindest ist mir da niemand bekannt, der ein
umfassendes Sortiment hat. Gäbe es das, würde ich das mit Sicherheit
probieren, zumal man an den Klammern ja auch noch etwas feilen kann,
bzgl benachbarter Bauteile.
Wärmeleitkleber kann und will ich nicht verwenden, erstens wegen
Garantie, zweitens um erstmal zu sehen, obs überhaupt was bringt.
Ich habe mal ein paar Tests gemacht mit einem 5 Watt Widerstand im
Alugehäuse, den ich auf mit Strom auf 70 Grad gebracht habe. Dann mal
einen kleinen KK mit WLP drauf gedrückt. Nach kurzer Zeit ist die
Temperatur genauso, wie ohne KK.
Erst bei Luftstrom geht die Temp merkbar runter. Luftstrom habe ich,
aber
ich möchte das erstmal antesten, wie effektiv das würde.
@ Michael,
ja, manche KK haben die Klebefolie ja schon drauf.
Mechanische Belastung habe ich keine und die KKs sind auch nur im
Grammbereich schwer.
Hast du schon längerzeitige Erfahrung sammeln können, wie die Klebefolie
hält? Und hast du mal versucht einen KK wieder zu entfernen?
Stell ich mir nicht einfach vor.
PS: Sind Stiftkühlkörper wirklich deutlich besser als Rippen?
Laut Fischer sind die Werte halbiert.
Gruß
Werner
Werner H. schrieb:> Sind Stiftkühlkörper wirklich deutlich besser als Rippen?
Zumindest sind sie mal von der Richtung der Luftströmung unabhängig. Die
Angabe ist schon glaubhaft.
Ich würde den KK aufkleben, aber mit einem Drahtbügel gegen Abflug
sichern. Kostet zwei Lötpads.
Georg
Werner H. schrieb:>> @ Michael,> ja, manche KK haben die Klebefolie ja schon drauf.> Mechanische Belastung habe ich keine und die KKs sind auch nur im> Grammbereich schwer.> Hast du schon längerzeitige Erfahrung sammeln können, wie die Klebefolie> hält? Und hast du mal versucht einen KK wieder zu entfernen?
Ja, die Teile halten mehrere Jahre, allerdings bin ich in einem
klimatisierten Gebäude. Es sind nur Prototypen.
Abmachen geht recht problemlos. Ich nehm die Fischer 14x14mm Kühler.
Bei BGA geht sowieso 40% der Verlustleistung in die Powerplanes, da kann
der Kühler etwas kleiner dimensioniert werden.
Hallo, erstmal vielen Dank für all die Hinweise!
Ich muss etwas ausholen, um was es geht.
Weder Eigenbau noch Entwicklung. Bei meinem PC ist ein PCIe Switch
PEX8724
der m.M.n. thermisch sehr an der Grenze belastet ist.
Im Datenblatt ist die Maximaltemperatur mit 70 Grad angegeben.
Ich nehme an, die Datenblattwerte beziehen sich auf den internen
Temperatursensor und nicht auf die Gehäusetemperatur.
Neben diversen Temperatursensoren reisst dieser ziemlich nach oben aus.
Erreicht wird die Temp aber bereits nach ein paar Minuten ohne Last.
Je nach Raumtemperatur geht es locker auf 70- 75 Grad.
Und bei den jetzigen Sommertemperaturen sollte es noch höher gehen.
Ich steure im Moment mit der Lüfterdrehzahl dagegen.
Ich dachte daran 2 Chips zu kühlen und kann also weder bohren noch
Wärmeleitkleber benutzen.
Ich habe 2 Firmen ausgemacht, die interessante Ware anbietet, leider in
den USA. Wäre zu klären, ob die überhaut zur EU liefern, da
Versandkosten nicht aufgelistet werden.
Die Fa Radian, die ziemlich alle Grössen von BGAs mit Kühlkörpern
abdeckt (Al und Cu) und auch entsprechende Plastikclips (Klammern) für 3
verschiedene BGA-Bauhöhen.
Dann Enzotech, die auch gute Ware anbietet, auch mit Clips
Ich war schon drauf und dran eine Bestellung zu prüfen, bis ich dann
merkte, dass angrnzend an dem Chip sehr dicht Bauteile auf der Platine
liegen. Direkt 1 mm daneben.
So kann ich die Clips wohl nicht verwenden.
Man könnte versuchen, an den Clips rumzufeilen und Aussparungen zu
schaffen, aber das ist eine Frickelei und auch etwas risikoreich, da
womöglich noch ein C von der Platine abzubrechen.
Also ich hab mich erstmal damit arragiert, KK aufzukleben und ggf mit
Silikon etwas an der Nachbarschaft als Notsicherung anzukleben.
Es gibt von Enzotech Universaltypen BMR-C1 im 8er Set mit 3M-8815 Folie
für ca 15 € in Deutschland bei ebäy oder Versandhändlern.
Meine Wunschvorstellung wäre, dass die Modifikation im Luftstrom
idealerweise 5 bis 10 Grad die Chiptemperatur senken würde um der
Lebensdauer zugute zu kommen.
An meinem Testwiderstand hat das auch mit Pusten funktioniert, aber das
Messen der Temperatur ist nicht ganz leicht. Mit IR Thermometer kann man
schlecht zielen, kriegt aber in etwa die Werte raus.
Mit dem Multimeter ist auch blöd, da meines nur ein Kabel mit
angehefteten Senser hat, den man schlecht ans Testobjekt drücken kann.
Ich möchte mal einen besseren Sensor im Metallstab ausprobieren, den
kann man ordentlich aufdrücken. Bei Ama zon für ca 6 €.
Soweit zu dem Thema. Ich denke, mehr lässt sich unter den mechanischen
Umständen nicht erreichen.
Gruß und ein schönes Wochenende
Werner
Werner H. schrieb:> Was denkt ihr, hat jemand dazu vielleicht eine weitere Idee?> Besten Dank!
Klebe das Ding mit Wärmeleitkleber auf. Ich benutze den von P...... Der
kostet nicht die Welt und klebt, zumindest für meine Zwecke,
ausreichend. Notfalls läßt sich das Ganze auch wieder lösen.
Den Hinweis mit dem Losrütteln würde ich schon ernst nehmen- kommt halt
drauf an was Du genau machst.
Ich würde in Deinem Fall wahrscheinlich folgende Kombination machen:
1. Kühlkörper, wie von Dir schon angedacht, etwas größer wählen
2. Das Ding mit Wärmeleitkleber aufkleben
3. Um das Ganze mechanisch etwas stabiler zu bekommen, nach dem
Aushärten
des Klebers eine dünne Silikonnaht am Rand, so wie von Dir schon
an-
gedacht.
Denk mal drüber nach, vielleicht löst das Dein Problem.
Werner H. schrieb:> Ich dachte daran 2 Chips zu kühlen und kann also weder bohren noch> Wärmeleitkleber benutzen.
Nicht bohren können ist verständlich, aber warum soll Wärmeleitkleber
keine Option sein? So etwas wird in zig tausend Geräten verwendet und
funktioniert dort jahre- und jahrzehntelang.
Werner H. schrieb:> Erreicht wird die Temp aber bereits nach ein paar Minuten ohne Last.
Die Chip-interne Heizung arbeitet bis Soll-Temperatur erreicht ist.
Speziell dort Luft hinzufächeln per extra Lüfter wäre keine Lösung?
Werner H. schrieb:> Also ich hab mich erstmal damit arragiert, KK aufzukleben und ggf mit> Silikon etwas an der Nachbarschaft als Notsicherung anzukleben.
Mach das Zeug fettfrei und du brauchst Meißel und Hammer, um das wieder
ab zu bekommen!
... hab mich blöd ausgedrückt:
Ich meinte "ankleben" mittels Wärmeleitfolie, das sollte notfalls
vorsichtig entfernbar sein, denke ich.
@MWS
"Die Chip-interne Heizung arbeitet bis Soll-Temperatur erreicht ist."
Klär mich bitte auf. Kann nicht sein, dass solche Chips beheizt werden
???
Ist kein Quarzoszillator...
Mich wundert allerdings, dass die Temperatur direkt nach dem Kaltstart
schon bei 55 Grad liegt und ansteigt.
Wenn dem so wäre, kann ich mir die Aktion sparen
Werner H. schrieb:> @Gast HTH,> ja die Klammern sind ja sehr schwer zu bekommen
Oooops, da war wohl ich gemeint? LOL
Die Klammern kann man "from scratch" aus Kupferdraht, Eisenblech (alte
Slotbleche), und Holz konstruieren. Beispielsweise "C-Clamp" (google
Bildersuche) als Rahmenkonstrukt, und dann Klemmfeder(n) gegen den KK.
Muss ja nicht in Grossserie montiert werden.
Werner H. schrieb:> aber das> Messen der Temperatur ist nicht ganz leicht
Vielleicht hilft ein temporaerer Temperaturfuehler an der
Board-Rueckseite?
Werner H. schrieb:> Mit dem Multimeter ist auch blöd, da meines nur ein Kabel mit> angehefteten Senser hat, den man schlecht ans Testobjekt drücken kann.
Kaugummi oder Blu-Tack und Billigthermometer mit kleinem ext. Sensor am
duennen Kabel, gehoert in jede Werkstatt. Muss beim Messen ja nur wenige
Stunden (Vorher-Nachher-Messung) halten.
LOL- Da faellt mir auch gerade wieder ein wo mein drittes Thermometer
ist: Zwecks "Kurzzeitmessung" seit fast zwei Jahren im Auto vergessen.
Mal sehen, was die min/max-werte sprechen :D
Werner H. schrieb:> Sensor im Metallstab ausprobieren
Viel zu traege. Kauf ein Billigthermometer, und mach den ext Sensor
nackig. Costa sieben Euro in der Drogerie, und hat min/max-speicher.
https://de.wikipedia.org/wiki/HTH
MWS schrieb:> Die Chip-interne Heizung arbeitet bis Soll-Temperatur erreicht ist.
Der scheint geklappt zu haben. ROFL!
Werner H. schrieb:> Mich wundert allerdings, dass die Temperatur direkt nach dem Kaltstart> schon bei 55 Grad liegt und ansteigt.
Die "sofort-55 Grad" liegen herstellungsbedingt am chipinternen
Waermeuebergangswiderstand. Weiteres Ansteigen liegt an der Erwaermung
der Umgebung (Platine, Chipgehaeuse, Kuehlkoerper); dort willst du eine
Verbesserung erreichen wollen.
