M.2 SSD’ye Aşırı Kalın Termal Ped Takmak: Soğutucu Vidalanınca PCB’nin Bükülmesi (PCB Bowing) ve BGA Lehim Kopması

[Frostbite]

Arkadaşlar, uzun süredir aklımda olan bir konuyu açmak istiyorum, çünkü konu başlığından da anlaşılacağı gibi M.2 SSD’lerde termal ped kalınlığı ile soğutucu vidalama arasında ciddi bir denge sorunu var. Bir süredir araştırma yapıyorum ve birçok yerde “PCB bükülmesi (PCB bowing)” ile BGA lehim kopması arasındaki ilişkiye değiniliyor ama pratikte tam olarak nasıl oluştuğunu net okuyabilen bir kaynak bulamadım.

Sorum şudur: Aşırı kalın bir termal ped takıldığında, soğutucu plakası vidalarken M.2’nin PCB’si ne kadarlık bir bükülme (bowing) yaşadığında BGA paketinin altındaki lehim noktalarında mikrokopmalar oluşmaya başlıyor? Yani teorik olarak ped ne kadar kalınsa, SSD’nin kendi ağırlığıyla ve vidanın baskısıyla ne kadar eğilmesi kritik seviyeye ulaşıyor? Bu eğilme oranı (bowing ratio) için kabul gören bir sınır var mı, yoksa bu tamamen SSD üreticisinin datasheet’inde belirtilen toleransa mı bağlı? Ayrıca M.2 SSD’lerde NAND flash, kontrol ünitesi ve RAM çiplerinin BGA lehimleri bu baskıdan en çok hangisi etkileniyor? Deneyimi olan, kendi başına gelen bir bükülme/çatlama live’ı yaşayan varsa paylaşır mı?

"Bölge: Manisa (45) / Türkiye"

[Neo_x]

Bu konuyu hem laboratuvar ortamında hem de binlerce cihazı elinden geçiren servis tecrübesiyle konuşayım çünkü maalesef fabrika çıkışlı M.2 SSD’lerdeki termal ped kalınlığı ile soğutucu vidalama kuvveti birbiriyle senkronize çalışmaz. Sorunun kökünde, NVMe M.2 modüllerinde PCB kalınlığının genellikle 1.6 mm olması ve üreticilerin bu plakaya uygulayabileceği maksimum eğilmenin (bow) 0.3 mm’yi aşmaması gerektiği yatıyor. Kalın termal ped (örneğin 3-4 mm) takıldığında, soğutucu blok PCB ile ana anakart soketi arasında boşluğu doldurmak için vidalama anında PCB’yi kendi soket pinyonlarına doğru zorla indirir; bu da modülün ortasında “kavislenme” oluşturur. Bu eğilme anında görünmese de, NVMe SSD’lerin kontrolörü ve NAND flash yongaları BGA (Ball Grid Array) lehim topucıkları üzerine bindiği için, PCB büküldüğü anda bu mikron çapındaki lehim kürecikleri gerilime uğrar. Özellikle controller yongasının köşelerinde konsantre gerilme oluşur ve termal döngü (ısıtma-seğinme) eşliğinde bu mikro çatlaklar yorgunluk hasarı olarak büyür; sonuçta cihaz “sürekli disconnect” hatası, okuma/yazma hızında çöküş ya da tamamen

"Mavi ekran alıyorsan önce RAM’lerin sarı pinlerini silgiyle sil." – Kadim Forum Öğretisi"

[Yazar]

Yazılar