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TEMPERATURA NEI C/MOS -PARTE PRIMA- introduzione generica

Fino al 1975 insieme ai rumori magnetici, diafonici ed elettrici il calore e' stato uno degli impedimenti maggiori di evoluzione. Il rumore e' stato in parte risolto (solo in parte), (VEDI ELEKTRA) ma il calore continua a dare sempre piu', grossi problemi all'elettronica, (VEDI OVERCLOCK) , piu' l'elettronica si evolve....piu' il problema del calore diventa grande. Innanzitutto vediamo bene cosa e' il calore ,come si genera e come si muove.

Il calore (energia termica) e' data dall' agitazione delle molecole della materia (moti di Brown). Il calore si trasmette da un corpo all'altro in tre modi; IRRAGGIAMENTO, CONVENZIONE, CONDUZIONE. Al nostro caso interessa esclusivamente la trasmissione per CONDUZIONE.


Se si hanno due elementi con una diversa temperatura, il calore di dirige dal corpo caldo a quello freddo. Questo flusso dipende molto dalle proprieta'termiche dei materiali, abbiamo materiali che sono cattivi conduttori di calore, mentre altri: (p.es. ALUMINIO, ARGENTO, ZINCO ..ecc) sono ottimi conduttori di calore, quindi ottimi dissipatori. Comunque per rendersi conto delle propieta' termiche degli elementi, basta cercare in un motore di ricerca una TAVOLA PERIODICA. Personalmente consiglio di consultare questa tavola periodica.

Tavola periodica, e' molto comprensibile ed il sito WEB e' veramente eccellente.


I Pentium III, Pentium IV Intel e gli Athlon,Duron AMD hanno internamente sulla lamina di silicio: un diodo, come misuratore di temperatura di giunzione.

Tenendo presente che la temperatura di giunzione (TJ) e' sempre molto superiore alla temperatura che misuriamo sul contenitore ceramico del c/mos.


Pasta siliconata ottimo conduttore di calore ottima aderenza si tratta di un conduttore di calore a base di silicone ed ossidi metallici, zinco

Pasta siliconata particolare, (Aderenza massima....relativamente massima) composta anche da polvere di alluminio e zinco, si usa per processori dove esiste una grande quantita' di calore da dissipare (PENTIUM IV intel, AMD K)


UN esempio di come ha utilzzato in passato l' AMD la pasta siliconata speciale: (....?????????)

Questo metodo e' stato usato anche per chip k6-2 333\400\450 ecc. ecc.

1) AMDK6-200 scalottato. 2) Vista la parte superiore in alluminio capovolta 3) Il processore nudo.

Si capisce che, il coperchio del processore (in alluminio) su cui viene posto il dissipatore si collega intimamente con il nucleo del CMOS (rettangolino verde CORE), tramite pasta siliconata..?????? (A dire il vero non mi sembra una soluzione intelligente...non capisco per quale ragione e' stata eliminata definitivamente la calotta del chip, in modo che il dissipatore potesse entrare in contatto diretto sul quadratino di silicio; in questo modo ritengo che si sarebbero risparmiati almeno da 3 ad 8 gradi..!!!! )...forse perche' il CORE di questa serie era particolarmente delicato.

Ora capisco per quale ragione i K6 ed i K6-2 dopo qualche mese di funzionamento, la maggior parte del calore si concentrava sulla parte inferiore del processore (parte ceramica) e specialmente sullo zoccolo della scheda madre; e non sulla calotta di alluminio superiore..perche' la parte siliconata (che non puo' per ragioni fisiche aderire al 100% sulla lamina di silicio) con il tempo perde la sua naturale aderenza, a volte dando luogo a gravi errori di WINDOWS. (...rare volte pero'). CON QUESTO NON VOGLIO FARE CRITICHE AL K6-2 CHE RIMANE ANCORA OGGI UN PROCESSORE CHE SVOLGE OTTIMAMENTE LE SUE FUNZIONI.


Qui possiamo osservare un CHIP della MOSTEK con la funzione di DECODER DI TASTIERA in un calcolatore elettronico del 1975 (prodotto dalla ditta MONROE). Questo chip si era guastato ed inibiva completamente le funzioni di tastiera. Solo pochi mesi fa' (dopo 35 anni dalla riparazione) mi sono trovato tra le mani questo cmos, ricordandomi dei problemi che mi diede a suo tempo, ho messo a nudo il CMOS rotto e mi sono reso conto del danno che aveva provocato il calore ed il motivo del guasto.... DERIVA TERMICA !


CHIP FUNZIONANTE A SINISTRA, CHIP GUASTO A DESTRA

( Sono visibili i collegamenti capillari tra il nucleo del c\mos ed il case ceramico.)

Il calore in questo caso forse superiore ai 150g ha letteralmente spostato dalla sua locazione la lamina di silicio...ovviamente strappando diversi fili capillari di collegamento tra il case del cmos ed il cmos stesso.

Il silicio a volte, anche ad alte temperature non cambia la sua struttura chimica, pero' tende a deformarsi, nel deformarsi si sposta dalla sua sede e strappa i collegamenti capillari. Pertanto il chip puo' guastarsi e puo' danneggiare altri componenti circostanti; perche' i collegamenti a volte staccandosi si sovrappongono casualmente ad altri collegamenti creando una serie di corti che a loro volta possono alterare altri componenti collegati intimamente con il C\MOS. Questo vale per i vecchi integrati ma anche per i nuovissimi chip. Anche se le nuove famiglie di C\MOS, sono saldamente incollate sul case con materiali di migliore qualita'.


Quando si guasta una MAINBOARD, ed il processore continua a funzionare anche in parte; con l'ausilio di un oscilloscopio e' sempre possibile individuare con esattezza il componente guasto, seguendo i segnali. Mentre se la CPU sulla MAIN non si "INNESCA" e' difficile individuare il difetto, allora si deve analizzare accuratamente la componentistica della board e cercare di carpire tutte le eventuali anomalie evidenti.

ECCO UN TIPICO ESEMPIO:

se riflettete su questo componente vi rendete conto che delle scritte... sono come consumate, vediamo sul componente delle macchie piu' scure.. questo aspetto mette in allarme un buon tecnico elettronico. Questo chip e' andato in deriva termica. E' sicuramente guasto.


Ecco un vecchio pentium 200 intel "scalottato" ed ingrandito


un vechio 486 intel dx4 "scalottato" ed ingrandito


Ricordare che...il calore tende sempre a spostarsi verso l'alto quindi e' meglio non porre mai in alto sopra il dissipatore e la ventola, cavi passanti specialmente i cavi IDE. Un cavo IDE posto in orizzontale sulla ventola, causa una micidiale cappa di calore.

Tenere presente che una aletta montata verticale disperde meglio il calore rispetto alla stessa in posizione orizzontale.

Attenzione ai ventolini a volte diventano rumorosi non perche' si sporcano (come pensano tutti), ma...perche' l'eccessivo calore li ha deformati, il calore ha spostato l'asse su cui gira il motore, diventano molto rumorosi , e perdono quel moto perpetuo, tipico dei motori.

Non vi fidate delle misurazioni di temperatura date da certi termistori che si trovano in dotazione in alcune schede madri (sono completamente inaffidabili).

Non vi fidate dei ventolini che integrano il TERMAL-PAD, rimuovete con uno sfilzino il TERMAL, pulite bene...con alcol ed usate il silicone; 2 o 2,5 millimetri cubi di silicone, e' piu che sufficiente per athlon,duron,p2,p3,p4. Per i PIV nuovi che hanno una superficie 47mm x 47mm (almeno 3 o 4 mm cubi)


ECCO IL NUOVO PROCESSORE P.IV DA GRANDEZZA DEL CASE 50x50 mm

478 Flip Chip Pin Grid Array (FCPGA)
ESSENDO PIU' PICCOLO (0.13 micron) TENDE A SCALDARE MENO .... HO MISURATO CIRCA 8 GRADI IN MENO, dell'altra serie P.IV

In dotazione ho trovato un silicone molto particolare, in una piccola siringa. E' un materiale grigio scuro luccicante, vagamente cristallino, mi fa' pensare ad una pasta con altissimo contenuto di zinco e di alluminio.

Pasta siliconata particolare, (Aderenza massima....relativamente massima) composta anche da abbondante polvere di alluminio e zinco, che gli conferisce uno splendore vagamente cristallino. Si usa per processori dove esiste una grande quantita' di calore da dissipare.

Struttura interna di una comune ventola per dissipatore CPU; il piccolo motore e' costituito da un magnete a croce quadruplo, portante 4 avvolgimenti e di una ventola rotatoria.

Per informazioni dettagliate vai su Main Boards 845 e processori 478 FCPGA disponibili..! COSMOS3000


(c) (1976-2011)COSMOS3000 (Mazzaferro Paolino)

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