Schichtdicke von WLP und Co

Duke711

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Gemessen mit einen handelsüblichen Kühlkörper (Wasserkühler) über Abdruckbilder an einer Glasplatte.

Die WLP wurde bei jeder Messung punktuell, mittig, aufgetragen. Das Volumen der WLP würde über die Dichte, sowie einer Messung mit einer Laborwaage vor und nach der Entnahme ermittelt. Die Anpresskraft wurde ebenfalls mit einer Laborwaage ermittelt. Dazu wurde der Kühler mit der Glasplatte und WLP vor dem andrücken jeweils austariert.
Anschließend wurde der Fächeninhalt des Abdruckbildes ermittelt und daraus eine durschnittliche Dicke ermittelt.

Hier ist jedoch zu beachten, dass bei einem Kühler keine punktuell mittige Kraft wie in der Messung wirkt, sondern seitlich über Schrauben und hier dann eine Biegemoment mit einer Biegelinie entsteht, somit eine konvexe Wölbung, die dazu führt das der Kühler nicht mehr plan aufliegt. Wie groß dieser Effekt in Verbindung mit der Anpresskraft ist, werde ich in einem folgenden Thread anhand des Sockels Lga2011-3 aufzeigen.

Wie man an den Abdruckbildern erkennen kann, reicht es völlig aus die WLP punktuell in der Mitte aufzutragen, ebenfalls reicht es aus den Kühler nur kurz anzuziehen um dann wie etwas zu lockern. Aber ich denke mal für die meisten hier im Forum ist das schon längst bekannt.


Messung 1:

- leichtes andrücken mit der Hand.

27 N --> 0,138 mm


Messung 2:

- starkes andrücken mit der Hand

91 N --> 0,122 mm


Messung 3 - 5

- Zusatzgewicht 17,5 kg; 27 kg; 68 kg

0,086; 0,081; 0,081 mm
 

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Delgado

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Das sieht aber nicht danach aus, als ob die Paste bis in die Ecken des Heatspreaders kommt, oder verstehe ich etwas falsch? Verteilt sich das bei Erhitzen noch? Ich verstreiche das lieber mit einer Scheckkarte oder Kartonstück dünn über die ganze Fläche.
 

Shelung

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Die Unterschiede zwischen den Varianten sind bei einer CPU nur sehr gering.

Verstreichen oder Co. ist eigentlich nur bei Grafikkarte wichtig da die keinen heatspreader haben.

Ich selbst verstreichen immer auf der CPU hauch dünn und gebe dann einen kleinen Klecks is die mitte.
Dann ist garantiert alles bedeckt und durch den druck im richtigen Verhältnis.
 

Delgado

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Streichkonzerte sind nicht notwendig.

.....

Vor allem ist es gar nicht notwendig jede Ecke des IHS zu füllen, da schlicht und ergreifend in den Ecken sich kein DIE befindet:
Ein Die natürlich nicht, aber die Wärme wird ja wohl über den gesamten Heatspreader an die Bodenplatte des Kühlers abgegeben. Warum sollte also dort keine Paste sein?
 

Himbaer

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Dir ist schon klar, dass Q = k * A * dT ist? D.h. die Fläche A ist sehr wohl relevant. Die Thermodynamik ist da sehr eindeutig...
 

Shelung

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Wenn an den Rändern was fehlt ist das beim HS kaum relevant.

Wärmeleitpaste ist sowieso kein guter überträger für Wärme.
Deswegen ist es sogar effektiver den HS und Kühler plan zu schleifen.
 

Himbaer

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So und für die ganzen Behauptungen hätte ich gern mal nen Beleg... größere Oberfläche = größeres Q.
Und die Koeffizienten der Wärmeleitpaste, die angeblich schlecht sind, schreibst besser auch mal rein.
 

Duke711

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Wärme geht immer den Weg des geringsten Widerstandes. Wenn der DIE in der Mitte sitzt, wird sie Wärme nicht erst zu den weit enfernten IHS Rändern fortschreiten. Denn der IHS verteilt nur die Wärme und anden Rändern ist die Verteilung am ineffektivsten.
 

Delgado

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BOBderBAGGER

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Das bekommt man frei Hand einfach so hin? Glaub ich nicht
Mit ebenen Schleif unterlagen kein Thema.

So und für die ganzen Behauptungen hätte ich gern mal nen Beleg..
Das Thema ist so alt es hat einen 2 Meter langen Bart, dazu gibt es reichlich Versuche und Messungen.
z.B https://www.pugetsystems.com/labs/articles/Thermal-Paste-Application-Techniques-170/
TLDR: Es ist Latte.
 
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Himbaer

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Schreib mal bitte die physikalische Grundlage hin... Durch k und A hast Du 2 Konstanten. D.h. du kannst nicht beliebig viel Wäre über den Widerstand abführen... Wird T immer höher fließt der Wärmestrom tatsächlich über den geringsten Widerstand und das ist der HS. D.h. auch in die Ecken.
Ergänzung ()

Das sieht aber deutlich anders aus als auf den Bildern oben, nämlich ordentlich verteilt...
 
Zuletzt bearbeitet:

Duke711

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So hier mal ein Verhältnis zur IHS Kantenlänge zur gemittelten Core Temperatur
Kantenänge der Kühlfläche beträgt 32 mm.
190 steht für 190 W.
 

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M1ch1

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@Himbaer die grund lage ist einfach dass es immer einen limitierenden faktor gibt. wie kommt die wäme in die ausenbereiche? wird ja in der mitte produziert.
der übergang Heatspreder kühler ist flächenmäsig auch nur teilbedeckt größer als die heatspreader. ist da die übertragung so viel besser dass nicht bereits hier limitiert?
bekommt der kühler die hitze schnell genug weg? oder wird durch diesen limitiert?

Maag zwaar auf dem Papier besser sein, ob dies allerdings tatsächlich so ist, ist nicht mit einer einfachen formel zu belegen.

@Duke711 wird da noch mehr k ommen? ist das teil einer wiss arbeit, oder war es einfach mal langweilig im labor? fände auch die von dir getroffene aussage das es keinen zusammenhang zwischen schichtdicke und WLPmenge gibt interessant. hast du das auch getestet oder ist das nur eine vermutung?
 

Bunkeropfer

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Wärme geht immer den Weg des geringsten Widerstandes. Wenn der DIE in der Mitte sitzt, wird sie Wärme nicht erst zu den weit enfernten IHS Rändern fortschreiten. Denn der IHS verteilt nur die Wärme und anden Rändern ist die Verteilung am ineffektivsten.
Wenn man das so nimmt, dann bräuchte es keinen Heatspreader (=Hitzeverteiler) und der Kühler müsste nur die Fläche des CPU-Die haben.
Es stimmt zwar, dass der Hauptweg des Wärmeflusses der des geringsten Widerstands ist, dennoch bedeutet mehr Fläche auch mehr Transportkapazität.
(vgl. Parallelschaltung von Widerständen - nimmt man einen weiteren mögl. Transportpfad hinzu, so wird insgesammt mehr transportiert als nur alleine über den besten)
Mehr Fläche = mehr Wärmetransport, allerdings geht das nicht linear zueinander

CPU Schleifen heißt Die-Laping
 

Bunkeropfer

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Temperatur nimmt in der Grafik mit zunehmender Kantenlänge noch immer ab, auch wenn es irgendwann in eine Sättigung übergeht.
Für den Normaluser macht es so sicherlich nicht viel aus, wer aber (extrem)OC betreibt, da ist jeder mm² mehr (und damit jedes 0,1K weniger hilfreich
 

Shelung

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Wer extrem oc betreibt interessiert sich gar nicht erst für normale Wärmeleitpaste und deren Benutzung...

Wenn man sich zu große Sorgen macht kann man auch doppelt so viel drauf knallen, wird halt einfach an den Seiten raus gedrückt...
 

RUSTIK

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Ich bin grad am Überlegen, was ich aus dem Versuch für mich mitnehme.
Gibts aus dem Verusch was das man für die Praxis mitnehmen kann?
Was wäre denn zum Beispiel jetzt der richtige Anpressdruck bei der CPU?
 

Duke711

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Da wo die Schicht am dünnsten ist, ~ 225 N. Das entspricht auch exakt z.B: den Spezifikationen von Intel was als mind. Anpresskraft empfohlen wird. 225 - 441 N. Die haben wohl offensichtlich also ebenfalls Messreihen dazu getätigt. Da ich aber nach tagelanger Recherche nichts gefunden habe, bin ich selbst aktiv geworden.
In einer weiteren Thread werde ich die Biegung aufzeigen. Aber die 441 N wurden sicher nicht umsonst als maximale Anpresskraft empfohlen.

Und die Auftragetechnik hat auf die Dicke keinerlei Einfluss, da man Aufgrund der sehr hohen Viskosität selbst mit einer feinen Rasierklinge keine Schichten von < 0,15 mm auftragen kann.

Mit Frostschutz sind bei 15 N übrigens 0,014 mm möglich. "Coolloboratory LQM" hatte ich leider nicht zur Hand. Aber Aufgrund der höheren Oberflächenspannung zu Frostschutz, schätze ich mal nicht weniger als 0,04 mm.

Ich werde die Ergebnisse des Versuchs für das Waküplanungstool verwenden.
 
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