Frage Heatpipe kühler verlöten - temperatur der bestehenden Lötverbindungen? Frage an kühler-produktions-spezialisten.

cheater

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Hallo Freunde,
das ist eine Frage an die kluge Menschen unter uns die sich etwas mit der Herstellung von Heatpipe-cooler auskennen.

Kurzgesagt: ich will Kupfer-Shims an die Coldplate eines Coolers löten. Nur will ich nicht, dass dabei die bestehende Fins des Coolers entlöten. Somit suche ich Informationen darüber, bei welcher Temperatur der Lötzinn der im Cooler verwendet wird, flüssig wird.

Wichtiger unterschied: es geht nicht darum, bei welcher Temperatur der Cooler verlötet wird, z.B.: "der Cooler geht in ein Ofen der auf 300C eingestellt ist" - auch wenn der Ofen auf 300C eingestellt ist, mag der Lötzinn vielleicht schon bei 150C flüssig werden.

Um ganz sicher zu gehen dass ich das Verfahren verstehe: Ein Heatpipe-cooler besteht aus einer Coldplate (aus Alu oder Kupfer oder beides) und den Fins (Alublech). Die Fins werden an die Coldplate angebracht. Wie werden die Fins angebracht: mit löten, brazing-verfahren, oder sonst irgendwie? Ich habe hier einen kleinen server-cooler, mit ner Heatpipe, und habe ein Paar dieser Fins abgerissen. Dann die Rest-teile weggemeißelt. Es sieht so aus, als ob die verlötet wären. Ein weiterer Hinweis ist, dass ich nur Aluminium-Brazing-Verfahren finde, die in Temperaturen höher als 420C gefertigt werden - Heatpipes können aber nur 300C ausstehen, dann gehen die kaputt. Nur ist die frage, bei welcher Temperatur der verwendete Lötzinn flüssig wird. Die Temperatur mag irgendwo zwischen 100C und 300C liegen, und ich weiß nicht genau, welcher Lötzinn verwendet wird.

Mein Vorhaben ist es nämlich, einen Cooler fürs RAM auf der Hinterseite meiner neuen RTX 3090 zu bauen. Da (fast) keine dieser Karten mit ausreichender Backplate-Kühlung geliefert wird, muss man das selber machen.

Das eine Problem ist, dass die Kondensatoren so 1-1.5mm höher sind, als die RAM-chips. Somit habe ich 3 Möglichkeiten:

1. dicke pads - pfui

2. in den Kühler 1.5mm tief mit der CNC einfräsen - heikel, da die Heatpipe auf 1.5mm Tiefe sitzt

3. eine Kupferschicht drauf löten - vielleicht schwer, kann aber auch ganz interessant werden

Nun muss ich Lötzinn finden, welches in Temperatur die höher als 150C flüssig wird (da bei 140C die Chips sowieso verbrennen), aber auch viel früher flüssig wird als der Lötzinn, den man für die Herstellung dieser Cooler verwendet. (Angenommen, dass die Kühler tatsächlich verlötet werden).

Also, liebe Freunde, was nützt man so in der Herstellung?

Soll der backplate-cooler gelingen, wollte ich im zweiten Wurf auch etwas ähnliches mit meinen bestehenden Kühler auf der Vorderseite meiner 3090 machen. Das ist eine Gigabyte Aorus 3090 Xtreme - die ganz riesige. Dass die super dicke, super schlechte Pads fürs RAM nützt, ist allen schon bekannt. Ich glaube, dass die sogar ein Vapor Chamber hat, bin mir aber nicht sicher. Bilder der Aorus 3090 hier. Shims fürs RAM wären aber eine gute idee, wie man sieht. Also wenn jemand auch weiß, was Gigabyte's subunternehmer nützen, wäre ich außer mir vor Freude. Entweder die Temperatur, oder die chemische Zusammensetzung. Wie heißt die Firma? Igor hatte es mal in einem seiner letzten Videos genannt.

So neben an, ich verstehe, dass Heatpipes kurzfristig 300C ausgesetzt werden dürften, diese Temperatur wird aber beim löten sicher nicht erreicht. Es gibt Lötzinne die ich verwenden kann die zwischen 150C und 190C flüssig werden. Nun will ich nur sicher gehen, dass die Fins selbst nicht mit dem selben Lötzinn verlötet sind. Wozu die netten Shims drauflöten, wenn dann die Fins am Cooler abfallen? Das wär doch ganz doof.
 
Hab ein Paar Herstellerseiten angeschaut... Celsia sagt dass ihre gesinterte heatpipes bis 250C voll funktionsfähig sind... Boyd sagt 325C... also beides ist deutlich höher als die 156.6C bei der Indium schmelzt. BTW Indium wird nicht direkt zum Heatpipe gelötet sondern zum Heatspreader. Die Heatpipe bekommt wahrschenlich nur so 100-120C...

BTW Igor ich glaub du hast letztens gesagt dass Si vom Halbleiter zum Leiter bei 140C wird :) Jemand hat mich neulich korrigiert und als Beispiel den üblichen LM317 genannt der bis Tj 150C garantiert funktioniert und thermal shutdown erst ab 180C hat. Dachte das findest du interessant. Natürlich ist das nicht ein Micron RAM-chip... Frage mich ob das vom Prozess abhängen könnte.
 
Nein, solche pauschalen Aussagen treffe ich nie, weil ich es besser weiß. Wenn, dann nur produktbezogen ;)

Wenn ich Temperaturgrenzen nenne, dann nur anhand der garantierten Eigenschaften eines Bauteils.
 
Wie sieht es damit aus die Backplate aus Kupfer CNC zu fräsen und Heatpipes Sockel für AIO etc im ausgebauten Zustand zu verlöten? Wäre mein aktueller Plan, mit dem Unterschied das ich vorhabe diese bloß mit Kabelbinder an der Rückseite zu befestigen.

Tips wo man gute heatpipes kaufen kann nehme ich gern.
 
dann versuchs doch einfach mal so, nachdem du den RAMs bessere PADs gespendet hast
crunchi_h2o_backplate_small.JPG
evt kannst du deine backplate noch ein bisschen polieren und wenn der kühler alleine nicht ausreicht kannst du immer noch einen kleinen quirrl drauf schnallen.
 
Wie sieht es damit aus die Backplate aus Kupfer CNC zu fräsen und Heatpipes Sockel für AIO etc im ausgebauten Zustand zu verlöten? Wäre mein aktueller Plan, mit dem Unterschied das ich vorhabe diese bloß mit Kabelbinder an der Rückseite zu befestigen.

Tips wo man gute heatpipes kaufen kann nehme ich gern.

Ich behaupte mal das Du mit Löten aufgrund der Temperatur die Headpipe zerstören würdest.
 
Zitat Quick Cool über Sinter als auch Mesh Pipes:
Arbeitsbereich: 5°C bis 250°C
Niedrigtemperatur Lot: (Indium)
Ab ca 150°C

Einstellbare Station wäre natürlich ratsam.....(und natürlich stark genug- aber auch hier kann man mit einstellbare Heisluftpistole nachhelfen)

Beim Schweißen von empfindlichen Konstruktionen wird auch mit feuchten Tüchern gekühlt, könnte man nun auch bei den Pipes machen.
 

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Bin gespannt auf einen bericht wenn es fertig ist. : )
Der Speicher ist jetzt von 104•C auf ~94•C
Bei Powerlimit 73% ~306W. (100% Auslastung 10min.) Werde wohl die Pads der Backplate noch tauschen und ausprobieren ob ein dünnes Pad besseren Kontakt herstellt als die Wärmeleitpaste (MX4)

Hab es nicht hin bekommen die Alu-Kühlkörper zu löten, werde die wohl Schrauben müssen.

Verwendet habe ich ganz normales Lötzinn.

Alles in allem heizt sich die Karte langsamer auf, beim Zocken sind es jetzt max. ~82 statt 90•C, würde sagen aus Schrott kann man das schon mal bauen :D
 

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Werde wohl die Pads der Backplate noch tauschen und ausprobieren ob ein dünnes Pad besseren Kontakt herstellt als die Wärmeleitpaste (MX4)
Je dünner um so besser. Ein Pad, auch wenn es nur 0.5 mm sind, ist viel dicker als Wärmeleitpaste. Dadurch ist es schlechter als Paste die nur die Unebenheiten füllt.
 
Also ich hab mich entschieden statt Sachen zu löten, also additiv, subtraktiv zu arbeiten. Das hat einige Zeit gedauert da ich zuerst einen genügend großen Heatpipe cooler finden musste, dann musste ich eine frei zugängliche CNC Fräse finden, CNC fräsen lernen, dann auch auf eine manuelle Fräse warten, und das auch lernen. Am ende sieht es aber gut aus.

Meine Lötversuche mit Indiumlot waren eigentlich nicht erfolgreich. Reines Kupfer auf Alu geht nicht so toll. Hab auch Kupfer auf Kupfer versucht, auch fehlgeschlagen. Keine Ahnung wie man das macht. Ich glaube vielleicht geht das nur unter Vakuum oder so, da bilden sich einfach Luftblasen. Ich hab keine Ahnung was ich damit tun soll.

Bilder des Kühlers noch ohne Pads. Muss mir überlegen was ich kaufen soll. Vorschläge? Die Alphacools sind nicht erreichbar. Ich wollte schon was gutes kaufen, mindestes für ram und hinterm GPU - dafür wollte ich die Alphacool 17W/mK nehmen. Der Rest darf etwas weniger gute Kühlung haben, so lang es kühlt ist es gut.

Übrigens ersetzt dieser Cooler auch die Backplate komplett - an der will ich nicht herumbasteln. So bleibt sie schön und original und ich darf auch einen guten Cooler haben.
 

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Noch der Backplate cooler der hinter die VRM geht. Das ist weniger einspruchsvoll. Hat aber echt weh getan mit der alten Yugoslavischen Fräse zu arbeiten, konnte 2 Tage lang nicht laufen, haha. Leider kein Hebeantrieb. Bevor jemand fragt, das "Loch" ist oben breiter so dass der nicht-schneidende Teil des Fräsers nicht dagegen reibt.
 

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Mit CNC habe ich folgendes gemacht. Im Kühler gibt es diese ovale und rund-eckige Löcher. Dort gibt es aber befestigungsschrauben. Die Löcher musste ich also ausfüllen. Ich hab diese "Stöpsel" mit der CNC Fräse gemacht, da es viel leichter ist, sowas auf CNC zu machen. Obwohl mit Siemens-Software immer noch ein Haufen Arbeit, da die Software dermaßen dämlich ist. Hier sieht man die Löcher indiziert - eins der Löcher geht halbwegs durch den Kühler und durch den "Stöpsel". Daher musste es haargenau angefertigt sein, so dass es gerade noch passt, und beim Bohren nicht herum scheppert. Übrigens neben der mit Marker markierten Stelle ist noch eine weitere Vertiefung, die habe ich einfach an der falschen Stelle gemacht. Rechts sieht ihr das mit Verpackungsklebeband angeklebte Werkplan.
 

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Ist der Kupferkühler im Mittleren Bild eine Vapor-Chamber? Wie tief hast du die ausgefräst? Wenn man den Hohlraum in der Mitte anfräst, funktioniert die Vapor-Chamber nicht mehr. Das ist ja das selbe, wie eine flache Heatpipe.

Aluminium lötet man unter Schutzathmosphäre. Aluminium oxidiert so schnell, dass normales Löten unmöglich ist. Mit Sauerstoff bildet sich eine hauchdünne Oxidschicht auf der man nichts zum kleben bringt. Darum darf beim Verlöten kein Sauerstoff an das Aluminium kommen.

Kleine Kupferteile wie in der Elektronik lassen sich gut löten. Erst reinigt man es, indem man Lötfett darauf verbrutzelt. Dann gibt man das Lot dazu und heizt alles auf bis das Lot verfliesst. Dafür muss das Kupfer an dem das Lot kleben soll auch so heiss sein wie das flüssige Lot.

Da kommt dann das Problem beim verlöten von Kupferblechen oder dicken Kabeln. Das Kupfer leitet die Wärme sehr gut ab, so dass man es kaum auf die nötige Temperatur erhitzen kann. Ich habe auch schon Spenglern zugeschaut, wie sie Dachrinnen zusammen löten. Das ist eine Kunst für sich, die man nicht in ein paar Tagen lernt und nicht jeder schafft das zuverlässig..
 
1mm tief, kein VC, nur ein Heat Spreader aus Kupfer. Da sind auf der Rückseite zwei Heatpipes.

Kupfer zu Kupfer ging auch nicht so toll, da braucht man keine Schutzatmosphere. Habe auch ganz kleine Teile vom Blech versucht. Das ging auch nicht so toll.
 
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