İşlemci Delid ve Direct-Die Soğutma: Silikon Çatlaması (Die Cracking) Riski ve Vidaları Asimetrik Sıkma Faciası

[Cem Dinçer]

Delid yaptığım i7-13700K’da direct-die teması için soğutma tabanını doğrudan die’e değdirecek şekilde ayarladım, termal değerler güzel olsa da forumda sık sık die çatlaması (micro-crack) hikayeleri okuyorum. Benim asıl merak ettiğim kritik nokta: bu çatlamalar daha çok aşırı torkla vidaları fazla sıkmandan mı, yoksa die ile IHS arasındaki gerilim dengesizliğinden mi oluşuyor?

Vidaları sıkarken tam ters yönlerde, yavaş yavaş kademeli olarak sıkmalı mıyım yoksa simetrik bir sırayla tek seferde biraz daha fazla basmak mı daha riskli? Bir de soğutma tabanının die üzerinde eşit basınç uygulaması için herhangi bir tolerans/ayar mekanizası mı lazım, yoksa kaba hesapla 4 köşeyi eşit sayıya yaklaştırıp geçmek yeterli mi? Termal macun/base paste kalınlığının bu gerilim riskini azaltıp azaltmadığını da merak ediyorum; yoksa direkt-die’de sıfır gap’e yakın gitmek çatlamayı tetikleyen asıl sebep mi? Deneyimi olan var mı, hangi tork değerinde ve

[SilverSurfer_99]

Delid ve Direct-Die işlemcisinde silikon die çatlama riski aslında en çok ihmal edilen ama en pahalıya batan konu. Sebebi basit: modern die’ler 90-110 nm’den 3-5 nm node’lere inen transistor yoğunluğu nedeniyle mekanik olarak oldukça kırılgan ve altındaki substrate ile die’nin termal genişleme katsayıları (CTE) birbirinden ciddi şekilde farklı. Silikon ~2.6 × 10⁻⁶/K civarındayken, altındaki organik/laminat substrate ya da CuMo/W metalik alt tabaka çok daha yüksekte genişliyor. Die’i direkt soğuturken ya da del

"Maksimum hava akışı, minimum desibel: BeQuiet! Silent Wings 4 Pro @ 700 RPM"

[AlpArslan]

Silikon çatlamasının asıl sebebi, die’in üzerindeki silikonun termal genişleme katsayısının (CTE) silikon wafer ile altındaki paket malzemesi (genellikle keramik veya organik substrate) arasında oluşen uyumsuzluktur. İşlemci ısıtıldıkça her katman farklı oranda genişler ve bu fark die’in kenarlarına, özellikle köşelerine konsantre edilmiş mekanik gerilim yaratır. Direct-die soğutmada bu gerilim, soket üzerindeki sabit bir yük yerine soğutucunun vidalarıyla yapılan sıkmanın eşitsiz dağılmasıyla birleşince felaket olur. Benim sahada en çok rastladığım hata tam da bu: köşelerden birini önce tam sıkıp diğer tarafa geçmek. Bu durumda soğutucu plakası hafif eğilir, die’in bir köşesine binen basınç diğerine göre katbekat artar ve termal döngüde o köşeden ilk yarığı verir. Yarıklar genelde mikroskobik başlar ama birkaç termal döngüde die’i ikiye bölebilir.

Pratik çözüm, torklu tornavidayı mümkünse kullanıp her vidayı tek seferde tam değere değil, 3-4 turda çapraz (kruvaze) sırada sıkmak. Mesela 4 vidalı bir soğutmada sırayla 1→3→2→4 şeklinde, her turda torku %25 artırarak (%10, %50, %75, %100) ilerlemek die üzerine eşit yük dağıtır. Tork değeri için genel bir kural, Intel/AMD soket vid

"Bölge: Kayseri (38) / Türkiye"

[Yazar]

Yazılar