Wie befestigt man am besten einen Kühlkörper an einem SMD-Bauteil?

Es gibt einen SoC, auf den ich einen Kühlkörper werfen möchte. Was ist der beste Weg, dies für maximale Wärmeübertragung und Langlebigkeit zu tun?

Ich kenne Wärmeleitpads, Wärmeleitkleber und Wärmeleitpaste – aber wenn es um die standardmäßigen schwarzen Kunststoffverpackungen geht, habe ich keine Ahnung, welche der Optionen am besten wäre.

Standardgehäuse aus schwarzem Kunststoff sind nicht für Anwendungen mit übermäßiger Verlustleistung ausgelegt, sie sollten durch die Leiterplatte, an der sie befestigt sind, gut gekühlt werden. Wenn ein IC eine Verlustleistung hat, die die eines Standard-Kunststoffgehäuses übersteigt, hat das Gehäuse normalerweise einen entsprechenden thermischen unteren Pfropfen, der festgelötet werden soll, und es muss eine mehrschichtige Leiterplatte mit massiven inneren Kupferschichten verwendet werden. Wenn Sie zusätzliche Kühlung benötigen, bedeutet dies, dass entweder die Platine falsch konstruiert ist oder Sie etwas übertakten. Das Werfen eines Kühlkörpers liegt bei Ihnen. Je nach Mechanik / Vibration funktioniert jede Methode
Welches SoC-Paket? und werfen Sie wie durch welche W / 'C-Spezifikation?
@Ale..chenski Dieses Board wurde entwickelt, um passiv zu sein, aber ich möchte, dass es die Wärme besser ableitet, da ich etwas übertakten möchte.
Ohne Spezifikationen ist kein anständiges Design möglich
@TonyEErocketscientist es ist ein Exynos5422. Ich habe tatsächlich vor, dies auch mit einem tragbaren Amateurfunkgerät zu tun, muss aber noch den Hotspot identifizieren.
@TonyEErocketscientist Nochmals, dies ist eine wirklich allgemeine Frage zur passiven Kühlung, da ich nach einem Kühlkörper auf jeder SMD-Komponente aus schwarzem Kunststoff gefragt habe.
Epoxid ist ein Wärmeisolator, sofern es nicht mit Wärmeleitpads ausgestattet ist.
@Saustin, Sie sollten nicht versuchen, Wärme durch den schwarzen Kunststoff (Epoxid) abzuführen, sondern Wärme durch die Kupferleitungen abführen. Das Design der Kupferleitungen wird also Ihre Fähigkeit, dies zu tun, stark beeinflussen.
Exynos5422 ist ein ernsthafter Octacore-Prozessor und erfordert wahrscheinlich einen ernsthaften Ansatz für zusätzliche Kühlung.
BGA, oder? Die Leistungs-FET-Kühlung für kleine SMD-Gehäuse erfolgt häufig durch die Unterseite der Platine. Ziehen Sie vielleicht einen Kühlkörper für ein Keramik-BGA-Gehäuse in Betracht, aber kleben Sie ihn mit einem selbstklebenden Silikonpad auf die Unterseite Ihrer Platine.
Interessant - also wäre es technisch besser, den Kühlkörper auf der Unterseite des Chips auf der anderen Seite der Platine zu platzieren, nicht darauf?
@Saustin Sie behaupten, dies sei eine "generische Sammelfrage zur passiven Kühlung", verfehlen jedoch den Punkt mehrerer Kommentare oben, dass SoC kein generischer IC ist. Sie müssen das Datenblatt für die thermischen Eigenschaften und das empfohlene PCB-Design studieren, nur damit es im Standardbetriebsbereich funktioniert . Dann können Sie raten, wie die Wärmeableitung am besten verbessert werden kann. Höchstwahrscheinlich wird es kein Kühlkörper auf dem Chip sein, sondern eher verstärktes Kupfer auf der Leiterplatte
@Maple, es ist ein 676-Pin-BGA. Es wären zwei zusätzliche Schichten für obere und untere Wärmeverteiler erforderlich, wobei alle Spuren in den inneren Schichten vergraben bleiben. Und kein Platz für Thermal Vias. Und nichts an den Wärmespreizschichten anzubringen. Der obere Kühlkörper ist die einzige Option. Siehe Bilder in meiner Antwort.
@Missverstanden Sie haben Recht, es ist nicht so einfach wie das Gießen von Kupfer. Ein unterer Kühlkörper ist ebenfalls keine Option, da der Raum normalerweise stark mit Entkopplung gefüllt ist. Aber das bestätigt nur den Hauptpunkt meines Kommentars - dies ist kein generischer IC und es erfordert Forschung, um die Kühlung richtig zu machen. Ganz zu schweigen von Thermal Throttling und anderen Tricks. Wo ich mich geirrt habe, war die Annahme, dass OP versucht, ein Board für SoC zu entwerfen, während die eigentliche Frage einfach darin besteht, einem vorhandenen Board einen Kühlkörper hinzuzufügen.

Antworten (3)

Ich weiß nichts über die maximale Effizienz, aber es gibt kleine aufklebbare Kühlkörper, die die Sperrschichttemperatur von BGA- und LQFP-Gehäusen reduzieren können.

Ich habe ungefähr 90 davon (2 Größen) von Aliexpress für etwa 7 US-Dollar versandt bekommen, aber Sie können sie auch bei Händlern finden. Die Chancen stehen gut, dass der Klebstoff in Bezug auf Langlebigkeit und Wärmeleitfähigkeit von den Disties besser ist, aber $$.

Es gibt andere Optionen, wie z. B. die Verwendung eines High-Tech-Wärmeleitpads zwischen dem Chip und einem gerippten Gehäuse, aber das bringt für die relativ niedrigen Leistungspegel und die Heim-/Büroumgebung nicht so viele Vorteile. Es besteht die Möglichkeit, dass Ihr SoC veraltet ist, bevor es ausfällt, wenn Sie die Sperrschichttemperatur angemessen halten.

Wie andere gesagt haben, wird die meiste Wärme normalerweise durch ein Wärmeleitpad (mit zahlreichen thermischen Durchkontaktierungen auf Ihrer Platine) zu Ebenen auf der Platine geleitet. Um die Platine kühl zu halten, kann ein Lüfter oder etwas an der gegenüberliegenden Seite der Platine angebracht werden (Isolierung ist wirklich wichtig oder etwas könnte beschädigt werden).

Ich denke, dieser Prozessor erfordert mehr als einen kleinen Stick auf dem Kühlkörper.

Der Exynos5422 verfügt über
2,1 GHz Quad-Core (Cortex®-A15) +
1,4 GHz Quad-Core (Cortex®-A7) +
Mali™-T628 MP6 GPU +
Video VP8 Codec +
WQXGA


Dies ist ein Bild von zwei Exynos5422-Boards.
Dies ist der Weg zu gehen, einer aktiv, einer passiv.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein


Und für diejenigen, die die Idee haben, von der Unterseite zu kühlen,
kann dies deshalb problematisch sein.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Alles, was wärmeleitend auf der Oberseite eines ICs ist, kann die thermische Erwärmung verringern (mit einer gewissen Dicke wird Aluminiumfolie wahrscheinlich nicht funktionieren).

In der Vergangenheit habe ich Aluminiumstücke für das Prototyping mit einem Klecks Wärmeleitpaste aufgeklebt, selbst ein 1 cm² großes Stück Aluminium ohne Lamellen kann die Temperatur eines SOIC um 20-30 ° C senken (und verhindern, dass es verbrennt). weil die Luftoberfläche erheblich zunimmt.

Wie befestigt man am besten einen Kühlkörper an einem SMD-Bauteil?
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