Installation des Vollformat-Kühlkörpers für Banana Pi BPI-M6 und Probleme (Defekt)

Schon, als ich den Banana Pi M6 das erste Mal auf der embedded World 2023 auf dem Stand von SenaryTech gesehen hatte, fand ich den Vollformat-Kühlkörper, den dieses Exemplar hatte ganz toll. Dieser geht komplett über die ganze Fläche auf der Unterseite und bietet so eine große Kühlfläche. Die dürfte sogar ausreichen, um den Banana Pi M6 passiv, also ohne Lüfter zu kühlen.

Falls ihr den Banana Pi M6 noch nicht kennt, hier eine allgemeine Vorstellung des Banana Pi BPI-M6.


Nur leider war das ein Prototyp und es gab ihn nirgends zu kaufen. Auch meine frühen Nachfragen bei BananaPi.org, mir vielleicht ein Exemplar des Kühlkörpers zu Review-Zwecken zur Verfügung zu stellen, blieben erfolglos. Ich weiß nicht warum, aber vielleicht wurde die noch einzeln in der CNC-Fräse hergestellt und man hatte nicht genug davon, um sie zu verkaufen?

Darum hatte ich mir - weil ich das SoC nicht ungekühlt laufen lassen wollte - ja eine Eigenbaulösung gebastelt, die aus einem zugesägtem Aluminium-Kühlkörper bestand und die Größe der SoC-Platine hatte und ein paar Zentimeter hoch ist (siehe Foto rechts). Den Kühlkörper hatte ich mit einem Wärmeleitpad aufgeklebt, was gut hielt.
Damit ragte der Kühlkörper natürlich sehr heraus und ich musste noch ein paar Stelzen aus dem 3D-Drucker lassen, um den BPI-M6 auf die Füße stellen zu können. Das sieht zwar nicht so toll aus, aber es funktionierte gut, besonders weil ich da noch einen Handküfter drunter stellen konnte, der für Luftzug und weitere Kühlung sorgte.

Doch nun - mehr als ein Jahr später - war es endlich soweit. Auf der Banana Pi M6 Docs-Seite unter Accessories wurde der Vollformat-Kühlkörper, den ich auf der embedded world 2023 gesehen hatte, endlich für den Verkauf vorgestellt:



Und dann noch in coolem schwarz. Ein Traum. Und bezahlbar war das Ganze auch noch. Der Kühlkörper sollte unter 5 Euro kosten. Ist doch ein fairer Preis.

Keine Lieferung nach Deutschland

Nur leider gab es ein Problem bei meinem Bestellversuch:

Dieses Produkt kann nicht an Ihre
Adresse versendet werden.
Wählen Sie ein anderes Produkt oder eine
andere Adresse aus.

Schade schade, Marmelade.

Ich kann das Teil also nicht bestellen. Ich habe deswegen mal beim BananaPi-Support nachgefragt und da hieß es nur, dass man derzeit nicht über AliExpress nach Deutschland liefere. Gleichzeitig habe ich im BananaPi-Forum gefragt, warum das liegen könnte. Ein Forenmitglied meinte, dass könnte an der neuen Verpackungsverordnung liegen.

Und ja, ich muss zugeben: gerade zur Zeit wird es Herstellern und Versender aus China und Fernost immer schwieriger gemacht, nach Deutschland und Europa zu liefern. Es wird eine nach der anderen bürokratischen Hürde aufgebaut. Das ist ja schön und gut im Sinne des Verbraucherschutz, aber so langsam bekomme ich das Gefühl, dass das über den reinen Verbraucherschutz hinausgeht. Denn auch der wird von neuen bürokratischen Hürden behindert, wie dem Wegfall der 22 Euro-Zoll-Freigrenze bei der Einfuhrumsatzsteuer, den höhen Gebühren für die Postverzollung, ich hatte berichtet.

So langsam beginne ich an den hehren Zielen des Verbraucherschutzes zu zweifeln. Vielleicht ist der ja auch nur vorgeschobenes Scheinargument und es geht in Wahrheit auch um die Sicherung der Pfründe deutscher und europäischer Händler? Ein "Geschmäckle" hat das Anziehen der Daumenschrauben bei außereuropäischem Handel ja schon. Und dem Verbraucher ist sicher nicht dadurch geholfen, dass es denselben Artikel statt bei AliExpress, Banggood oder Temu für den 5 oder 10fachen Preis bei einem deutschen Versandhaus bestellen muss, der einfach nur seine Marke drauf druckt.

Aber um Politik soll es in diesem Blog nicht gehen, zumindest nicht in der Hauptsache. Also zurück zum Thema.

Also habe ich mal bei BananaPi.Org und SenaryTech nachgefragt, ob die mir nicht so eine "Heat Sink" zuschicken könnten. Kostet ja nicht die Welt. Und BananaPi schickte dann nach wiederholter Nachfrage tatsächlich einen Kühlkörper. Ich kam mir zwar wegen der Bettelei (so kam mir das wiederholte Nachfragen vor) um 5 Euro doof vor, aber wie sonst drankommen? Wegen dem "drankommen" bat ich BananaPi dann auch um einen Link, bei dem meine Leser, also ihr, das Teil bestellen können.

Und nach ein paar mal hin und her mit nicht funktionierenden Links (so viel Mühe gebe ich mir für euch) ist dann auch ein Link herausgekommen, bei dem eine Bestellung nach Deutschland zu funktionieren scheint schien. Den Link will ich hier nicht mehr nennen, weil ich eben gerade feststellen musste, dass der Shop plötzlich völlig überzogene Mondpreise aufruft:

Abzocke mit Mondpreisen

Vor ein paar Tagen noch für 4.59 Euro in den Warenkorb gepackt (siehe Screenshot oben rechts) soll der Kühlkörper auf einma 32.56 € kosten. Ist ja mal eben nur das Siebenfache. Das stinkt zum Himmel.



Und auch der Banana Pi M6 soll auf einmal das Siebenfache kosten. Der BPI-M6 soll auf einmal 491.81 Euro kosten. Ja, Euro, nicht österreichische Schilling. Die haben auch nicht Deutsche Mark mit Schilling verwechselt. Das sieht mir doch nach Abzocke aus.

Damit hat sich der Shop natürlich für alle zukünftigen Bestellungen disqualifiziert. Bestellt da besser nicht. Ich werde Banana-Pi von dem Vorfall berichten. Vielleicht hauen sie dem Shop auf die Finger. Ich selbst glaube nicht, dass Banana Pi selbst hinter dem Mondpreisen steckt, sondern eher, dass die vorher nicht gescheit gecheckt haben, ob der Shop seriös ist.

Zu dem Zeitpunkt, zu dem ich folgendes Video über die Bestellproblematik gemacht habe, sah der Shop noch seriös aus. Das Video habe ich aber schon gemacht, bevor ich von der Mondpreis-Abzocke wusste. Denkt da bitte dran und seht das Video in dem neuen Licht!

Installation des Vollformat-Kühlkörpers

Wie dem auch sei, ich persönlich brauchte ja keinen Kühlkörper mehr. Nach 10 Tagen oder so kam der Heat Sink von BananaPi aus China bei mir an. Leider ohne Begleitschreiben ohne Anleitung. Lediglich der Kühlkörper, 4 kleine Schrauben und ein Wärmeleitpad mit einer komischen Kosistenz, die mich irgendwie an Fensterkitt erinnerte, auch von der Farbe her. Das Zeug war eher knetbar als schneidbar.

Und das beiliegende "Pad" war auf einem seltsamen Trägermaterial aufgebracht, dass man wahrscheinlich nicht mit verbauen soll, aber so richtig klar war das wegen fehlender Anleitung nicht. Zuschneiden wäre auch nicht so das Wahre gewesen. Es war eigentlich zuviel nur für den VS680-SoC-Chip, aber zwenig für alle vier Chips, die ich eigentlich mit dem Kühlkörper thermisch verbinden wollte. Denn ich wollte auch RAM, eMMC und Flash gekühlt haben.

Ich habe darum zu meinen Wärmeleitpads von JEYI gegriffen, die einen dokumentierten Wärmeleitkoeffizienten von "5W/M.K" haben sollen, was guter Wärmeleitpaste entspricht. Wer weiß, wie der Wert bei dem "Kitt" ist!?.

Der Kühlkörper hat 4 Schraublächer, die gleichzeitig auch Abstandshalter sind und so für 2.5 mm Abstand zwischen Kühlkörper und Platine des M6 sorgen. Das SoC die anderen zu kühlenden Chips sind auf der Platine aufgelötet und ragen deswegen heraus. Das SoC dabei mehr als die flachen Speicherchips (RAM, eMMC und Flash).

Es war ein Höhenunterschied von ca. 1.3 bis 1.4 für das SoC bis zum Kühlkörper zu überwinden und für die Speicherchips noch einmal 0.4 mm mehr. Also wählte ich die Größe 1.5 mm für das SoC und 1.9 mm (1.5 plus 0.4 übereinandergeklebt) für die Speicherschips. Die Pads sind ja gummiartig und flexibel und lassen sich ein wenig zusammendrücken, so dass das mit ein bisschen Anpressdruck entsprechend gut hinkommen sollte. Beim testweisen Aufsetzen noch mit Schutzfolien auf den Pads, die auf die Chips kommen sollten, sag das auch gut aus und es war nur noch ein schmaler Spalt von wenigen Zehntelmillimeter zu überbrücken. In meinen Augen genau richtig.

Nach scheinbar alles passte, schraubte ich also die beiliegenden Schrauben ein - immer schön abwechselnd und immer nur ein klein wenig - damit das Die des SoC auch schön vertikal von oben belastet wird und nicht verkantet. Der Druck soll sich ständig gleichmäßig über die ganze Fläche verteilen und nicht einseitig wirken. Ich drehte die Schrauben solange, bis die Platine auf den Abstandshaltern absetzte. Das Ergebnis sah gut für mich aus.

Hier das Video über die Installation des Kühlkörpers auf dem Banana-Pi-M6:

Test mit dem neuen Kühlkörper

Nachdem ich noch einmal gecheckt hatte, dass sich auch garantiert nichts irgendwie mit dem Kühlkörper berührt schloss ich den BPI-M6 wieder an HDMI-Monitor und USB-Netzteil an und schaltete das USB-Ladegerät ein.

Mein erster Blick ging in Richtung Monitor, der schwarz blieb und mein zweiter Blick ging dann auf die Wattanzeige meines USB-C-Ladekabels, die 10 Watt anzeigte. Das war zuviel, normalerweise zieht der BPI-M6 nur so 4 bis 5 Watt beim Booten. Also schnell den Strom getrennt und das Board gecheckt. Das war schon stellenweise heißt geworden.

Da ist gehörig was schiefgegangen. Erster Verdacht war, dass sich irgendwie doch was durch den Kühlkörper kurzgeschlossen hatte. Also den wieder runter. Und sicherhaltshalber an einer nicht unbegrenzt stromliefernden Powerbank und mit USB-Strommessgerät dazwischen nochmal die Stromaufnahme gemessen. Ergebnis: 1.4 Ampere, viel zu viel. Das sollte nur die Hälfte sein. Und ein Chips nahe des LCD-Flexcable-Ports wurde auch heißt. Also ganz schnell Strom wieder getrennt.

Und auch mal sicherheitshalber die Wärmeleitpads durchgemessen, nicht dass die eventuell dooferweise leitend sind. Waren sie natürlich nicht, das wäre auch ein Ding gewesen.

So habe ich ein wenig hin und her getestet und zwischendurch sah es wieder normal von der Stromaufnahme aus: 700 bis 800 mA, genauso wie es sein sollte (im Video oben ab 1:08:00). Also voller Hoffnung wieder an den PC-Monitor angeschlossen, aber da zog er dann wieder 1.4 A, also zuviel, und wurde heiß.

Wieder zurück am "Messplatz" blieben die 1.4 A und ich konnte das Board seitdem auch nicht mehr zur Mitarbeit überreden.

Totalschaden und Ursachenforschung

Ich kann mir die ganze Sache nur dadurch erklären, dass ich das Board zu sehr unter mechanischen Stress gesetzt habe, weil ich die Schrauben zu strak angezogen habe. Ich war zwar sanft und vorsichtig, aber das war wohl schon zuviel. Sich auf das Ende des Schraubvorgangs durch die Abstandshülsen zu verlassen, war wohl ein Fehler und eine vermeintliche Sicherheit. Auch dass das Schrauben ganz einfach ging und ich nur "locker" mit leichtem Kraftaufwand geschraubt habe, und deshalb ja nichts passieren könnte, war ein Trugschluss.

Eventuell habe ich das Mainboard oder das kleine SoC-Board zu sehr angepresst und dabei durchgedrückt. Ich hatte ja auch leichte Unterschiede im Abstand gemessen. Das hat vielleicht eine der kleinen Lötverbindungen des SoC oder eines anderen Chips gelöst. Wenn die Verlötung im Werk schon nicht so super war, kann das wohl passieren. Es sind halt auch sehr kleine Strukturen und feine Lötstellen.

Das bei meinem ersten Board alles bis auf den SD-Slot ging, ist auch so ein Indiz dafür, dass es mit dem Board-verlöten nicht bei allen Einzelexemplaren so 100%ig funktioniert. Vielleicht war bei dem SD-Problem-Board ja die Verlötung unter dem SoC nicht so toll und gerade ein Pin, der für die SD-Kommunikation gebraucht wird, "hängt in der Luft", ist nicht richtig verlötet?

Auf den M6-Boards wird sehr sparsam mit Lötzinn umgegangen. Aber das muss wahrscheinlich auch so sein. Bei den feinen Strukturen und Lötabständen hätte man sonst schnell eine ungewollte Verbindung und einen Kurzschluss. Bei so einer Bauteil und Lötpad-Dichte ist das wohl eine Gratwanderung. Dazu kommt ja auch noch die doppelseitige Bestückung. Das ist schon eine diffizile, delikate Angelegenheit, so ein Board zu fertigen.

Auch der Umstand, dass der Board zwischendurch der Kurzschluss wieder weg war und es zu funktionieren schien, sprich für dieses Phänomen, dass ich mal in die Kategorie "kalte Lötstelle" bzw. "Wackelkontakt" - jetzt mal ganz flach ausgedrückt einsortieren möchte.

Näher hingeschaut mit dem Mikroskop

Ich habe zwar den Strom ziemlich schnell getrennt, nachdem mir klarwurde, dass da was nicht stimmen kann, doch reichen auch kürzeste Zeitspannen, um Bauteile kaputt zu kriegen. Darum wollte ich mir die Bauteile mal näher anschauen, ob da vielleicht etwas verkohlt oder druchgebrannt ist.

Bei den winzigen Bauteile kann man allerdings mit dem bloßen Auge kaum was erkennen. Schon gar nicht, ohne Kopfschmerzen zu bekommen.

Aber ich hatte doch dieses günstige China-Mikroskop, dass sich als WebCam ausgibt. Zusammen mit meinem betagten Windows-Tablet als Monitor kann man nach ein wenig mühsamen Scharfstellen durchaus etwas auf dem Board erkennen bei der gegebenen Vergrößerung.

Also gehe ich auf die Suche nach defekt aussehenden Bauteilen, auf die ich euch in diesem Video mitnehme:



Aber etwas richtig auffällig kaputtes kann ich nicht finden. Und mir wird klar, dass ich bei dieser Bauteildichte nichts selbst reparieren kann. Das ist alles so winzig und eng nebeneinander... wenn ich da irgendwo versuche, etwas auszulöten, kleben mir gleich einige Bauteile am Lötkolben oder sollte ich die Heißluftstation benutzen, puste ich die winzige Bauteile von der Platine und finde sie nie wieder.

Das Einzige, was mir als Lösungsversuch zur Reparatur noch einfallen würde, wäre die Platine im Bereich des SoC, vielleicht unter Zuhilfenahme von ein wenig Flussmittel zu erhitzen, damit sich da vielleicht wieder etwas verbindet. Aber das SoC-Platinchen liegt mit so wenig Abstand auf der M6-Platine, dass ich da wohl nicht drunter komme. Ich mache mir nicht allzuviel Hoffnungen. Auf der anderen Seite: was habe ich noch zu verlieren?

Falls einer von euch in solchen Fällen Erfahrung hat und einen Tipp, was ich noch versuchen könnte, schreibt mir eine e-mail oder einen Kommentar unter eines der drei Youtube-Videos hier.

Schade schade, Marmelade

Tja, da hat sich die Freude über den coolen Vollformat-Kühlkörper für meinen Banana Pi M6 ja schnell in Frust gewandelt.

Wirklich schade.

Da muss der Test des Kühlkörpers wohl ausfallen. Und auch für weitere M6-Video sehe ich mangels M6 schwarz.

Aber es wäre ja nicht so, als hätte ich nicht noch genügend andere Projekte am Laufen. Zum Beispiel mit dem Cheap Yellow Display, das ich hier vorstelle. Da sind dann wenigstens nur 10 Euro vergeudet, wenn was schiefgeht - das tut nicht so weh.

Quellen, Literaturverweise und weiterführende Links