Echte Labortests von Wärmeleitpasten auf igor'sLAB - Teil 2 - Erste Vergleichsmessung mit 2 teuren Pasten

[Redaktion]

Gestern hatten wir ja schon den großen Theorieteil, heute machen wir einmal eine praktische Messung mit zwei ausgewählten Pasten, wobei die nominell auf dem Datenblatt bessere Paste im Test dann eigentlich die “schlechtere” ist und umgekehrt. Wobei natürlich der Faktor der potentiellen Langzeit-Haltbarkeit auch eine Rolle spielt und so das Ergebnis vielleicht auch wieder etwas […] (read full article...)

 

[Saschman73]

Das die Unebenheit durch die thermische Behandlung und Spannungen entsteht ist klar.
Das mit der Beschichtung war mir nicht bewusst!
Für mich ist das Schleifen nach Arbeitsgängen wie Härten und Anlassen ein ganz normaler Vorgang in der Fertigung.

 

[Gregor Kacknoob]

Viel mehr wird man da auch mit der teuren Anlage nicht herausfinden.

Jaahaa, herr Lehrer

 

[big-maec]

Bin mal gespannt, wann eine Wärmeleitpaste kommt, die bei Igor entwickelt und auf dem Gerät getestet wurde.

 

[Igor Wallossek]

Das Lot erstarrt und Platine und Chip sind verbunden. Alles zusammen kühlt nun langsam wieder ab. Dabei ziehen sich Platinenmaterialien viel stärker zusammen als das Silizium des Chips. Darum verbiegt es die Chips nach oben. Wie stark hängt von der Grösse des Chips und des Platinenmaterials ab.

Bei GPUs nicht ganz korrekt. Die BGA-Platine des GPU-Packages ist rückseitig laminiert und genaus dieses Laminat zieht sich zusammen. Normalerweise ist das noch recht wenig, aber in den Mangel-Zeiten in der Krypto-Phase hat man anderes Laminat genommen, die Folge waren so extrem aufgebogene 3080 und 3090. NV hatte die Toleranzgrenze der Packagehöhe auf sagenhafte 0,6 mm angehoben.

 

[Besterino]

Dann muss Igor halt mal verschiedene „Köpfe“ für seinen Apparat basteln, die eben bisserl konkav bzw. konvex sind und das entsprechend simulieren…

 

[hansdampf]

Dann muss Igor halt mal verschiedene „Köpfe“ für seinen Apparat basteln, die eben bisserl konkav bzw. konvex sind und das entsprechend simulieren…

Wozu soll das gut sein? Wie hoch das Delta ausfällt hält letzendlich von der Schichtdicke ab und genau das wird hier in Stufen gemessen.

 

[pinkymee]

@Igor Wallossek ... warum müssen die Sensoren entsorgt werden? Warum genügt es nicht, sie zu reinigen?
Übrigens: beeindruckende Maschine! Gibt bestimmt so einige Hersteller, die es Scheiße finden , dass Du jetzt so ein Teil hast
Bin sehr neugierig, was Du alles aufdecken wirst ...........

 

[echolot]

Wozu soll das gut sein? Wie hoch das Delta ausfällt hält letzendlich von der Schichtdicke ab und genau das wird hier in Stufen gemessen.

Das kann man dann mit unterschiedlichen Anpressdrücken simulieren und den Widerstand dazu messen.

 

[DommeP]

Moin
Ich freue mich schon sehr auf die Tests, bin gespannt was dabei so zu Tage kommt...

Also rein theoretisch wäre damit dann auch der Anpressdruck auf die CPU/Die zu simulieren, wobei ich jetzt nicht genau weiß was so die gängigen Anziehdrehmomente der Kühler bzw. wie groß der daraus resultierende Druck ist.

Ich würde mich freuen wenn es als Auswertung Rth und die Schichtdicke in Abhängigkeit vom Anpressdruck gäbe!

Von vielen Kühlern wird der Druck ja vorgegeben (wenn ich mich nicht irre) und daraus folgt dann ja eigentlich die Performance der jeweiligen Paste.
Auch wenn ich mir gut vorstellen kann das einige Pasten bei wenig und andere bei mehr Druck besser performen. Was in etwa in die selbe Richtung geht wie dieser Teil des Artikels:

Die ganzen Angaben für die Wärmeleitfähigkeit sind eigentlich überflüssig wie ein Kropf. Wenn sich eine Paste einfacher und dünner verteilt, dann kann sie durchaus auf dem Level einer nominell besseren Paste performen, die vielleicht deutlich viskoser ist und einen schlechteren Interface-Widerstand aufweist.

Schwanken die Vorgaben zwischen den CPU/GPU Generationen und den Herstellern (in N/mm²) eigentliche sehr?

 

[Martin Gut]

aber in den Mangel-Zeiten in der Krypto-Phase hat man anderes Laminat genommen,

Danke für die Ergänzung.

Das sind leider auch Einflüsse, mit denen man leben muss. Man kann nicht immer wählen was man gerne hätte sondern muss nehmen, was man bekommt. Gut, dann schraubt man eben die Toleranz hoch und alles ist wieder im grünen Bereich. Autsch.

 

[Igor Wallossek]

Ich kann ja mal spoilern, dass der Anpressdruck komplett überbewertet wird, was die Paste betrifft. Mir reichen 5 N auf 1 cm², um das komplett platt zu walzen. Den vorgegebenen Druck bzw. die Kraft (bei Intel um die 500 N auf den ganzen IHS des LGA1700) braucht man eher für die elektrischen Kontakte und um das Teil auch wirklich gerade zu biegen. Die Temperaturunterschiede kommen also aus der Verformung von Sockel und Klemme auf der einen und dem Kühlerboden auf der anderen.

 

[echolot]

Ich kann ja mal spoilern, dass der Anpressdruck komplett überbewertet wird, was die Paste betrifft. Mir reichen 5 N auf 1 cm², um das komplett platt zu walzen. Den vorgegebenen Druck bzw. die Kraft (bei Intel um die 500 N auf den ganzen IHS des LGA1700) braucht man eher für die elektrischen Kontakte und um das Teil auch wirklich gerade zu biegen. Die Temperaturunterschiede kommen also aus der Verformung von Sockel und Klemme auf der einen und dem Kühlerboden auf der anderen.

Dann ist es mehr die Rauhigkeit der Oberfläche, die ein "plätten" verhindert. Die Stickstoffprofis glätten ja grundsätzlich alles was einer Wärmeübertragung im Weg steht.

 

[Igor Wallossek]

Ich denke mal eher, es ist die Auflagefläche, die durch den Druck wächst bzw die sich reduzierenden Zwischenräume an den Kanten. Durch die unetschiedliche "Rauheit" ändert sich zwar der Interface-Widerstand, aber das bleibt konstant. So viel Druck kannst Du gar nicht ausüben, um das durchs Verschrauben zu beeinflussen.

 

[hansdampf]

Das kann man dann mit unterschiedlichen Anpressdrücken simulieren und den Widerstand dazu messen.

Unnötig, da der Anpressdruck letztendlich bestimmt wie hoch die Schichtdicke ausfällt. Die Schichtdicke wird aber in der Messung stufenweise exakt eingestellt.

 

[hansdampf]

Ich würde mich freuen wenn es als Auswertung Rth und die Schichtdicke in Abhängigkeit vom Anpressdruck gäbe!

Würde nur obsolete Werte liefern, da die Maschine mit den zwei Kupferblocken starr ist, während sich ein Sockel auf einer Kunststoffplatine flexibel biegen kann.

 

[echolot]

Ich denke mal eher, es ist die Auflagefläche, die durch den Druck wächst bzw die sich reduzierenden Zwischenräume an den Kanten. Durch die unetschiedliche "Rauheit" ändert sich zwar der Interface-Widerstand, aber das bleibt konstant. So viel Druck kannst Du gar nicht ausüben, um das durchs Verschrauben zu beeinflussen.

Solange die Rauhigkeit ein besseres Verteilen nicht verhindert und man regelmäßige Schichtdicken erzeugen kann.

 

[Igor Wallossek]

Würde nur obsolete Werte liefern, da die Maschine mit den zwei Kupferblocken starr ist, während sich ein Sockel auf einer Kunststoffplatine flexibel biegen kann.

Exakt das. Ich messe ja auch die benötigte Kraft. Und dass ich die nicht im Diagramm bringe liegt daran, dass es keinen Erkenntnisgewinn bringt. Um die meisten Pasten bis zum Grenzwert zu bringen, brauche ich eigentlich gar nicht viel mehr als 5 N (bei 1 cm²). Wenn überhaupt. Eine war schon bei 4.2 N platt bis auf die Körner. Ich schriebs ja im anderen Thread, dass im PC nichts starr ist. Da nimmt man die hohe Kraft von bis zu 1000 N (laut Intel der Crackpunkt auf dem LGA1700), um die Teile möglichst wieder plan zueinander zu bringen. Wäre alles komplett starr und plan, reichten sicher auch 100 N pro CPU. Aber das wird so nie passieren

 

[eastcoast_pete]

Ein wichtiger Unterschied ist dann aber noch, dass hier zwei ebene Flächen aufeinander gepresst werden. Bei einer CPU oder GPU hat man immer eine Wölbung. Dadurch hat man (meist) in der Mitte einen hohen Druck und eine sehr dünne Schicht und gegen aussen wenig Druck und eine höherer Schichtstärke. Da diese bei jedem Prozessor anders ist, kann man so etwas nicht mit einem standardisierten, vergleichbaren Test messen. Ein Test kann immer nur einzelne Situationen testen die dann mit den Bereichen auf einem Prozessor mehr oder weniger vergleichbar sind.

Die Aufteilung in Kontaktwiderstand und Leitfähigkeit ist aber auf jeden Fall ein grosser Schritt das ganze etwas genauer zu betrachten und nicht nur mit beliebigen Werten um sich zu werfen die nichts aussagen. Dadurch kann man auch Aussagen machen, welche Paste bei welcher Dicke ungefähr wie gut sein wird.

Mittlerweile sollen zumindest 1-2 Hersteller auch (wieder) Kühler im Programm haben, deren Kontaktfläche leicht konkav oder konvex geformt ist, damit sie besser auf Intel bzw AMD Heatspreaders passen.

 

[eastcoast_pete]

Das hat Igor doch schon gemacht:

Wärmeleitpaste gegen Nahrungsmittel, Kosmetika und diverse Gleitmittel im Test. Mit erwartet unerwartetem Ausgang | Klassiker | igor´sLAB

Und ewig grüßt das Murmeltier? Ich hole Euch heute noch mal einen Klassiker als Sonntagslektüre nach oben, der es in sich hatte. Bereits vor 12 Jahren hatte ich ja diverse Dinge bis hin zur Haftcreme…

www.igorslab.de

Viel mehr wird man da auch mit der teuren Anlage nicht herausfinden.

Vorschlag: statt Zahnpasta Haftcreme für Zahnersatz ausprobieren. Ein paar davon werben doch damit, daß sie auch mit zB heißen Getränken kein Problem haben. Frage ist dann: wie sieht's bei heißen CPUs aus?

 

[Igor Wallossek]

Auch die hatte ich schon mal getestet Protefix, ganz unten