Das große Wärmeleitpasten-Tutorial mit 85 getesteten Pasten (2017)

Passend zur heißen Jahreszeit haben wir uns erneut mit der aktiven Kühlung von CPU, GPU und anderen Komponenten beschäftigt und greifen dafür auch auf unsere bewährten und über Jahre sehr erfolgreichen Tutorials zurück. Diese haben wir inhaltlich nunm...Der Heatspreader Schneidet man eine CPU einmal in der Mitte durch, dann sieht man sehr deutlich, dass der eigentliche Prozessor-Chip (die) nur einen Teil der Gesamtfläche ausmacht und somit auch nur zu einem Teil des äußerlich sichtbaren Metalldeckel...Uneben und mit Gefälle Als wäre das Elend als solches noch nicht groß genug, setzen die CPU-Hersteller noch einen drauf. Nach der gerade erwähnten Unebenheit der Oberfläche sind die jeweiligen Heatspreader beider Hersteller auch in der äußeren Form a...Verweis auf unseren How-To-Artikel Wer zu diesem Thema noch viel weiter in die Materie einsteigen möchte und selbst vielleicht sogar einen Umbau plant, sei an dieser Stelle auf unseren großen How-to-Guide: Grafikkartenkühlung und Wärmeleitpaste optim...Wärmeleit-Pads für Fortgeschrittene: Wunder- oder Blendwerk? Zunächst wollen wir voranstellen, dass Pad nie die Wärmeleitpaste für die CPU oder GPU ersetzen können. Sie sollten nur dazu dienen, um andere Komponenten wie z.B. Spannungswandler (VRM), ...Reinigungsarbeiten und Anschleifen Das A und O für ein gutes Gelingen und das Haften der metallischen Flüssigkeit ist eine saubere und vor allem auch fettfreie Oberfläche auf Kühlerboden und CPU-Heatspreader! Am besten eignen sich natürlich die Flüss...Warum vier verschiedene Messungen für die Charts? Wir hatten seinerzeit viele Anregungen und Wünsche unserer Leser im Forum gesammelt und ausgewertet, was uns am Ende zu der Entscheidung führte, alle Wärmeleitpasten sowohl mit Wasserkühlung, als auch...Beginnen wir mit der AiO-Kompaktwasserkühlung, da sie aktuell die am meisten genutze Form der Wasserkühlung sein dürfte und auch für Ungeübte einbausicher genug ist. Das Liquid Metal Pad benütigt einen Burnin, sodass wir die CPU kurzzeitig kontrollier...Unter Luft werdeb die Deltas etwas größer, aber die Reihenfolge bleibt ungefährt die gleiche. Hier zeigt sich erneut, dass sehr gute Pasten bereits in Richtung Flüssigmetall tendieren können, wenn man beim Auftragen wirklich den Dreh raus hat. Vieles ...Die Boxed-Kühler und alles aus dem Einsteiger-Segment, was Push-Pins oder AMDs Halteklammern nutzt, kann nicht so viel Druck ausüben, dass sich die zäheren Pasten gut behaupten können. Das trifft vor allem die Diamant-Pasten und Kingpin Coolings KP-x,...Wir erinnern uns schnell noch einmal an das Extra-Kapitel zurück. Die einzigen leitfähigen Lösungen, wie wir hierfür noch getestet haben, waren die pastenähnliche Conductonaut von Thermal Grizzly und Das Metal Pad von Coolaboratory. Der Rest ist zu he...Die Konsistenz ist immer ein kleinerer oder großer Pfederfußfür Neueinsteiger, denn mit steigender Viskosität ist die Paste dann auch das, was man als zäh bezeichnet. Die eigentlich hervorragende Kingpin KP-x ist so eine klassische Vertreterin, die si...Je dünnflüssiger eine Paste ist, umso einfacher lässt sie sich handhaben. Allerdings fließen hier auch noch andere Kriterien ein, denn manche Pasten ziehen beim Abreißen fiese Fäden, die einen an billigen Gauda auf heießen Spaghettis erinnern. Es ist ...Zusammenfassung Man darf von (noch so teuren) Pasten zwar keine Wunder erwarten, jedoch eine deutliche Verbesserung gegenüber dem normalen Durchschnitt. Trotzdem ist es am Ende oftmals weniger bedeutend, was man man für eine Paste bezahlt und was der...

Uneben und mit Gefälle

Als wäre das Elend als solches noch nicht groß genug, setzen die CPU-Hersteller noch einen drauf. Nach der gerade erwähnten Unebenheit der Oberfläche sind die jeweiligen Heatspreader beider Hersteller auch in der äußeren Form alles andere als plan und eben. Dies ist konstruktionsbedingt und äußert sich (zugegeben für die Übersichtlichkeit hier stark übertrieben) dann so, wie im Schema dargestellt:

Während der Bereich des Hotspots bei den AMD CPUs eher nach außen, also in Richtung Kühlerboden gewölbt ist, ist bei Intel-CPUs der Rand mehr oder weniger etwas höher. So treffen sich konvexe (AMD) und konkave Heatspreader (Intel) mit einem fast ebenen Kühlerboden. Oftmals ist die Handhabung der AMD-CPUs somit einfacher, weil durch den Anpressdruck des Kühlers die dünnste Stelle (der zusammen- und weggedrückten) Wärmeleistpaste automatisch genau dort ergibt, wo man sie auch in dieser Form so benötigt. Bei Intel-CPUs sollte man ein klein wenig mehr Paste nutzen und vor allem darauf abzielen, dass die Bereiche des Hotspots genügend Paste abbekommen und der Kühlerboden kein „Hohlkreuz“ samt daraus resultierendem Lufteinschluss macht.

Verteilung der Paste unter Druck

Die nachfolgende Animation zeigt deutlich, wie sich die Wärmeleitpaste unter Druck zu den Seiten hin weg bewegt. Auf den Zusammenhang der Fluidität einer Paste (also deren Fließeigenschaften, das Gegenteil von Viskosität) und dem maximal möglichen Anpressdruck der verwendeten Kühlerkonstruktion werde ich später noch einmal ausführlicher eingehen. Generell jedoch gilt, dass eine Paste mit niedrigerer Viskosität auch bei niedrigeren Drücken, so wie man sie zum Beispiel bei Intels Push-Pin-Befestigungen findet, noch wesentlich besser zu handhaben ist, als eine sogenannte „zähe“ Paste.

Die recht theoretischen Angaben der Hersteller zur Wärmeleitfähigkeit sind also noch lange kein Gradmesser für die in der Praxis erreichbare, maximale Leistung in einer bestimmten Kombination aus CPU, Paste und Kühler! Der beste Kühler taugt nämlich nichts, wenn nicht die dazu passende Wärmeleitpaste ausgewählt wird. Auch hier kann durch eine ungünstige Wahl mehr verschlimmert werden, als man durch das vermeintliche Spitzenprodukt im Idealfall vielleicht dazu gewinnen könnte!

Streit der Philosophen – die Methode

Im Prinzip ist es fast Wurst, was man wie falsch macht, denn wirklich optimal ist jede Methode auch nur dann, wenn der Anwender die Vorgaben an Menge und optimale Konsistenz der Paste unter den konkreten Bedingungen genau einhält und trifft, wenn überhaupt. Das Einschmieren der ganzen CPU mit Paste ist jedoch, das zeigen uns die Betrachtungen zum Hotspot sehr deutlich, bei den aktuellen CPUs generell eher sinnlos und überholt. Wichtiger ist es vielmehr, die Besonderheiten der jeweiligen CPU und des Kühlerbodens, sowie der Befestigungsmethode (möglicher Anpressdruck) genau im Auge zu behalten.

Pinsel und streichfähige Pasten

Streichfähige Pasten, wie z.B. die Revoltec Thermal Grease Nano lassen sich sogar mit einem Pinsel verstreichen und sind mit Abstand am einfachsten in der Handhabung.

Allerdings ist der zur Erlangung der niedrigen Viskosität nötige Silikonanteil meist so hoch, dass diese Produkte bei Messungen in der Praxis dann am schlechtesten abschneiden.

Nutzt man hingegen normale, einigermaßen flüssige Pasten (wie z.B. die bereits erwähnte Arctic MX-2) mit einem Pinsel, dann wird der Belag bereits viel zu dick und ergibt im Ergebnis ebenfalls keine optimale Lösung.

Klecks, Wurst oder kompletter Fassadenanstrich?

Naja, lassen wir den Spezialfall der Flüssigmetall-Produkte und fertigen Pads einmal beiseite und widmen wir uns der Wärmeleitpaste als wohl dem am häufigsten verwendeten Medium.

Das komplette Einspachteln der CPU mit Paste ist aus unserer Sicht viel zu aufwändig, sowie fehleranfällig für Überdosierung und Lufteinschlüsse. Außerdem lässt sich nicht jede Paste gleich gut verstreichen, was im schlimmsten Falle immer wieder zum Aufreißen des entstandenen Films führt.

Wer sich wie hier auf der Grafik mit zu zäher Paste und einem Spachtel (oder der gern zitierten Kreditkarte) abmüht, der hat eigentlich bereits im Vorfeld verloren. Man kann natürlich ein dünnes Tütchen über den Zeigefinger ziehen und eine Wärmeleitpaste mit sehr niedriger Viskosität vorsichtig und dünn verreiben.

Aber auch hier ist die Gefahr einer Fehldimensionierung für Ungeübte viel zu hoch. Wer zudem auf leistungsfähige Pasten setzt, deren Viskosität oft genug sehr hoch ausfällt („zähe“ Pasten), wird keine Chance haben, diese Pampe sinnvoll und ohne spätere Lufteinschlüsse dünn genug zu verteilen.

Streifenmethode: es geht um die Wurst

Wer sich die Lage des Die unter dem Heatspreader vor Augen führt, kommt sicher auch von selbst auf den Gedanken, die Wärmeleitpaste genau in dieser Form aufzutragen. Allerdings sollte man schon die richtige Menge dosieren, sonst quillt die Paste schnell an den am nächsten gelegenen Seiten wieder heraus. Nutzt man dann noch elektrisch leitfähige Paste, sind Hardwareschäden fast vorprogrammiert. Allerdings sollte man sie schon etwas sorgfältiger auftragen, als auf unserem Beispiel:

Lässt man es mit der Paste hingegen etwas sparsamer angehen, dann ist das Ergebnis durchaus brauchbar. Man muss auch keine Angst haben, weil ein kleiner Teil des Heatspreaders weniger oder vielleicht auch gar keine Paste abbekommt, denn der absolute Rand spielt bei der Kühlung nur eine Nebenrolle. Würde man bei der eigentlich optimalen Menge einen Kühler mit eigener Backplate und einem höheren Anpressdruck verwenden, dann wäre auch die Verteilung großflächiger. Als Empfehlung gilt hier: flüssigere Pasten mit hoher Fluidität / niedriger Viskosität und eine gute Kühlerbefestigung.

Wir klecksen uns zum Optimum

Im Prinzip ist die Klecks- bzw. Blob-Methode für den Einsteiger und Profi gleichermaßen gut geeignet. Außerdem können, solange man gute Kühler mit hohem Anpressdruck verwendet, auch die zäheren Pasten problemlos eingesetzt werden. Jedoch entscheiden auch hier Anpressdruck und Viskosität über die Menge der einzusetzenden Paste. Natürlich darf man so einen Klecks aus lauter Angst auch nicht zu klein setzen, denn dann quillt zwar nichts über, aber man erreicht auch nicht die benötigte Ausbreitung und Verteilung. In diesem Fall wird der Chip unterm Heatspreader schlichtweg zu heiß.

Man kann die Menge ungefähr abschätzen, wenn man berücksichtigt, dass ein hoher Anpressdruck eines verschraubaren Kühlers weniger Paste erfordert, als z.B. ein eingehängter und arretierter Kühlkörper (AMD-Boxed) oder einer mit simplen Clips (Intel Boxed mit Push-Pins). Je zäher eine Paste ist, desto höher sollte der erreichbare Anpressdruck des Kühlers sein und umso mehr Paste muss man auch verwenden. Wobei das „Mehr“ in jedem Falle sehr gering ausfallen sollte.

Hier kommen wir dem Optimum schon relativ nah, denn eine möglichst dünne Schicht, die die Fläche des Die unterm Heatspreader optimal abdeckt, ist allemal besser, als eine durchgängig dickere Schicht bis in die letzte Kante. Wer weiß, wie groß eine Erbse ist, sollte sich von den blumigen Umschreibungen eines „erbensgroßen“ Kleckes also hüten. Je nach benötigter Menge reichen 2-4 mm im Durchmesser aus, 5 mm und mehr sind bereits zu viel. Somit wären wir wohl eher bei einer getrockeneten, recht kleinen Linse angekommen.

Am Schluss: Bange machen gilt nicht!

Dass die Hersteller der CPUs das mit der Verteilung der Paste wohl genauso sehen, kann man an vielen beigelegten (Boxed-) Kühlern gut erkennen. So nutzte AMD bei vielen CPUs und APUs von Haus aus nur noch ca. 2/3 der Heatspreaderfläche überhaupt für den Kontakt zum Heatsink. Die in einem siebdruckähnlichen Verfahren aufgebrachte Paste ist relativ zäh und verteilt sich auch kaum weiter nach außen, da der Anpressduck des Boxed-Kühlers recht niedrig ausfällt. Trotzdem vertrauen Hersteller auf diese Lösung!

Warum wir nun diesen Alu-Knödel überhaupt mit ins Spiel bringen? Wir möchten den Neueinsteigern einfach ein wenig die Angst nehmen, denn auch wir hatten, wenn wir ehrlich sein sollen, beim ersten Mal so unsere Bauchschmerzen. Sicher, das ist nunmehr fast zwei Jahrzehnte her, aber der Respekt vor der Materie ist geblieben. Am geeignetsten ist eine Mischung aus reiflicher Überlegung, nötiger Gelassenheit und gesunder Vorsicht. Dann kann man auch nichts falsch machen.

Pages: