Das ultimative Wärmeleitpasten- und Pad-Kompendium

[Redaktion]

Ich möchte heute einmal mit einigen Mythen aufräumen und vor allem auch erklären, warum es bei der Wärmeleitpaste nicht nur auf die Füllstoffe ankommt und weshalb in diesem Goldgräber-Business viel Marketing und noch viel mehr Ungereimtheiten und auch Unwahrheiten stecken. Der Artikel soll zudem auch etwas sensibilisieren und helfen, ehrliche und bemühte Anbieter von extrem gewinnorientierten Weiterverkäufern zu trennen. Denn eines gilt ja immer: Die Bewertung und Auswahl von Wärmeleitpasten ist ein entscheidender Schritt, um eine effiziente Wärmeabfuhr von Komponenten wie Halbleitern, CPUs und GPUs zu gewährleisten. Inhaltsübersicht Der heutige Artikel ist eine Sammlung an technischen Informationen und sehr viel […] (read full article...)

 

[Igor Wallossek]

Gar nicht. Muss ich mir nicht geben. Mir reicht es, wenn ich eine Paste nutzen kann, die ich mir selbst auf den Leib ausgesucht habe. Das macht mich zufrieden genug, da muss ich nicht noch meinen Namen lesen

 

[Steffdeff]

@Igor Wallossek :
„Es ist also wichtig, dass Verbraucher sich des Unterschieds zwischen den Kosten für die Herstellung und dem Verkaufspreis bewusst sind.“

Danke für die „Bewusstseinserweiterung“
und den sehr aufwändigen Artikel!

So etwas gibt es sonst nirgends!

 

[eastcoast_pete]

Zu neu und zu teuer. Da fallen keine großen Margen ab und es hat auch noch keiner für sich entdeckt.

Danke für die Info! Ein guter Wärmeleiter der aber trotzdem ein elektrischer Isolator ist ist ja irgendwo schon etwas lang ersehntes. Vor allem wenn man es einfach als Pad legen kann.

 

[Saschman73]

Sehr umfangreicher Artikel für jeden der es ganz genau wissen möchte!
Wie steht es denn eigentlich um die schon vor längerem angekündigte Teststation für Pasten und Pads?
Gibt es da Neuigkeiten, oder wurde das Projekt auf Eis gelegt?
Der Artikel aus 2019 und das Ranking würde ein Update bestimmt gut vertragen und jeden Nerd glücklich machen!

 

[Igor Wallossek]

Sehr umfangreicher Artikel für jeden der es ganz genau wissen möchte!
Wie steht es denn eigentlich um die schon vor längerem angekündigte Teststation für Pasten und Pads?

Um nicht in das gleiche Dilemma wie mit den Lüftern zu rennen, bemühe ich mich gerade um einen professionellen TIM-Tester. Das wird zwar die nächste mittel-fünfstellige Investition, aber das Ärgerllichste an dieser Suche ist aktuell, dass keiner liefern kann oder will. Deutschland ist echt kaputt. Ich kümmere mich gerade an mehreren Fronten, also den Lüftern mit einer wirklich professionellen Umsetzung, den Pasten und Pads sowie auch den Workstation-Inhalten, wo ich alle Dinge dann in Chartsform als Datenbank anbieten möchte. Klingt ambitioniert, aber ich sehe es als Investition in die Zukunft. Das schafft tägliche Reichweite auch ohne Hammer-Mega-Super-Artikel jeden Tag mit 100 Seiten

 

[Arsenal]

Bin mal gespannt ob und wann dieser hier marktfähig wird:

Carbon Nanotube Thermal Interface Material | Services | SHINKO ELECTRIC INDUSTRIES CO.,LTD.

View information on Carbon Nanotube Thermal Interface Material of SHINKO ELECTRIC INDUSTRIES CO., LTD.

www.shinko.co.jp

Wobei das hier gibt es wohl schon, aber wenn ich es richtig verstehe ist die ganz tolle Variante auch elektrisch leitend:

High Heat Conductive Sheet | Products | SEKISUI POLYMATECH CO., LTD.

This is the Products page of the SEKISUI POLYMATECH CO., LTD.

polymatech.co.jp

Und das hier wäre dann der heilige Gral:

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.9b05163

 

[Pokerclock]

Meine persönliche Offenbarung im letzten Jahr war mit Abstand das Thermal Putty (Danke Igor an dieser Stelle!). Wenn man nicht gerade das Amazonien-Abzock-Putty kauft, bekommt man hier wirklich echten Mehrwert gegenüber Pads. Ich experimentiere aktuell damit die Spulen auf Grafikkarten vollzukleistern, um dem Fiepen entgegenzuwirken. Funktioniert wirklich gut bislang.

 

[Arsenal]

Ich bin zur Flüssigmetall-Fraktion gewechselt. Finde das einfach super. Die Pads auf meinem Wasserkühler haben wegen abweichenden Toleranzen dafür gesorgt, dass ich meine 4090 beinahe gegrillt habe weil sie dafür gesorgt haben, dass der Die keinen Kontakt hatte. Bin von Pads nicht überzeugt Die ultraweichen gehen vielleicht...

 

[Igor Wallossek]

Ich nehme nur Ultraweiche oder Putty. Das ganze brettahrte 11++ WmK Geraffel ist nur was für den Verkäufer

 

[Martin Gut]

"Fläche des CPU-Heatspreaders bzw. der GPU in m²"

Für die Berechnung der Temperaturdifferenz der Wärmeleitpaste auf einer CPU kann man nicht einfach die Fläche des Heatspreaders und die Dicke der Wärmeleitpaste nehmen. In einer CPU entsteht der grösste Teil der Wärme in den Prozessorkernen die nur in einem Bereich des CPU-Chips verbaut sind. Die Wärme verteilt sich schon ein bisschen zur Seite, aber es ist bei weitem nicht so, dass man einfach den ganzen Heatspreader als gleichmässig wärmeableitende Fläche ansehen kann. Der Bereich über den Kernen ist thermisch viel stärker belastet und dadurch kann dort auch die Temperaturdifferenz viel höher sein als wenn man die Fläche des ganzen Heatspreaders rechnet. Wenn man die ganze Fläche rechnen will, dann muss man auch eine richtige 3-dimensionale Wärmeberechnung der ganzen Konstruktion machen. Dann sieht man, dass der Heatspreader auch einen bedeutenden thermischen Widerstand hat und dadurch gegen aussen bereits eine bedeutende Temperaturdifferenz entsteht und dort viel weniger Wärme abtransportiert wird.

Als Beispiel wird der Sockel 1151 aufgeführt. 29.5 mm x 29.5 mm ergibt 861 mm2. Die Fläche der Prozessorkerne ist bei diesen Prozessoren aber nur 9 bis 14 mm lang und etwa 2.5 bis 3 mm breit. Silizium, Lot und Heatspreader sind insgesamt etwa 3.5 mm dick. Wenn man grosszügig ist, kann man sagen, dass sich die Wärme etwa im Winkel von 45 Grad verteilt. Dann kommt man auf eine thermisch wirksame Fläche auf dem Heatspreader von etwa 10 mm x 20 mm = 200 mm2. Das ist nicht mal ein Viertel der Fläche des ganzen Heatspreaders die die Wärme wirklich gut abführt.

Man kann deshalb nicht sagen, dass die Wärmedichte auf einer CPU geringer ist als auf einer GPU und dass deshalb auf einer CPU nicht so gut leitende Wärmeleitpaste auch ausreicht. Man sieht das ja auch daran, dass man auf einer CPU von guten Pasten zu schlechten oder schlecht aufgetragenen durchaus höhere Temperaturdifferenzen als nur ein paar wenige Grad haben kann.

 

[Rooter]

Ich nehme nur Ultraweiche oder Putty. Das ganze brettahrte 11++ WmK Geraffel ist nur was für den Verkäufer

Es gibt auch Pasten mit 15+ WmK, die eher soft sind. Aber das sagt leider nichts aus. Thermal Hero Quantum ist zum Beispiel eine sehr starke Paste für Laptops, die mit 17W WmK angegeben wird. Die ist nicht so hart, lässt sich ganz gut verstreichen.

Shin-Etsu X-23-8117 ist auch sehr stark, die ist noch softer. Allerdings für große Industriehersteller typisch mit einer realistischen Wmk Angabe von 6.2 Wmk. Shin-Etsu X-23-7921-5 dagegen ist extrem hart vom gleichen Hersteller, die kann man bei Zimmertemperatur praktisch nicht verstreichen.

Selbst die sehr starke Dow Corning TC-5888 ist gar nicht so zäh, nur haben die großen Industriepasten nicht die hohen Marketing WmK Werte (was nicht viel über die Leistung aussagt).

 

[Arsenal]

Es ging um Pads nicht um Pasten in dem zitierten Beitrag. Zumindest habe ich das so aufgefasst als Antwort auf meinen Beitrag.

 

[Pokerclock]

Nach den WmK braucht man nicht wirklich zu gehen. Hab das selbst getestet. 6,4 WmK Putty, 18 Kelvin kühler. 3,2 WmK Putty, 16 Kelvin kühler.

Wenn dann war die Konsistenz eine andere, was mehr entscheidend war, ist für die Handhabung beim Auftragen.

 

[slimSpencer]

Spannender Artikel, danke dafür!

 

[eastcoast_pete]

"Fläche des CPU-Heatspreaders bzw. der GPU in m²"

Für die Berechnung der Temperaturdifferenz der Wärmeleitpaste auf einer CPU kann man nicht einfach die Fläche des Heatspreaders und die Dicke der Wärmeleitpaste nehmen. In einer CPU entsteht der grösste Teil der Wärme in den Prozessorkernen die nur in einem Bereich des CPU-Chips verbaut sind. Die Wärme verteilt sich schon ein bisschen zur Seite, aber es ist bei weitem nicht so, dass man einfach den ganzen Heatspreader als gleichmässig wärmeableitende Fläche ansehen kann. Der Bereich über den Kernen ist thermisch viel stärker belastet und dadurch kann dort auch die Temperaturdifferenz viel höher sein als wenn man die Fläche des ganzen Heatspreaders rechnet. Wenn man die ganze Fläche rechnen will, dann muss man auch eine richtige 3-dimensionale Wärmeberechnung der ganzen Konstruktion machen. Dann sieht man, dass der Heatspreader auch einen bedeutenden thermischen Widerstand hat und dadurch gegen aussen bereits eine bedeutende Temperaturdifferenz entsteht und dort viel weniger Wärme abtransportiert wird.

Als Beispiel wird der Sockel 1151 aufgeführt. 29.5 mm x 29.5 mm ergibt 861 mm2. Die Fläche der Prozessorkerne ist bei diesen Prozessoren aber nur 9 bis 14 mm lang und etwa 2.5 bis 3 mm breit. Silizium, Lot und Heatspreader sind insgesamt etwa 3.5 mm dick. Wenn man grosszügig ist, kann man sagen, dass sich die Wärme etwa im Winkel von 45 Grad verteilt. Dann kommt man auf eine thermisch wirksame Fläche auf dem Heatspreader von etwa 10 mm x 20 mm = 200 mm2. Das ist nicht mal ein Viertel der Fläche des ganzen Heatspreaders die die Wärme wirklich gut abführt.

Man kann deshalb nicht sagen, dass die Wärmedichte auf einer CPU geringer ist als auf einer GPU und dass deshalb auf einer CPU nicht so gut leitende Wärmeleitpaste auch ausreicht. Man sieht das ja auch daran, dass man auf einer CPU von guten Pasten zu schlechten oder schlecht aufgetragenen durchaus höhere Temperaturdifferenzen als nur ein paar wenige Grad haben kann.

Unter anderem deshalb kommt es auch darauf an, daß a. Die Kontaktfläche des Kühlers gut und eng auf den Heatspreader passt und b. Die Heatpipes (sofern vorhanden) genau über den Hotspots liegen. Je weniger Strecke die Wärme zurücklegen muß, umso leichter kann man sie ableiten. Leider sind die meisten Luftkühler eher "one size fits many", zB Intel Alder und Raptor Lake und AMD Zen 4 Chiplet Ryzens, auch wenn die deutliche Unterschiede bezüglich Form und Hotspots haben.

 

[Saschman73]

Um nicht in das gleiche Dilemma wie mit den Lüftern zu rennen, bemühe ich mich gerade um einen professionellen TIM-Tester.

Nachdem ich mir jetzt Session 1 vom TIM Tester Webinar in herrlichem Piefke-Englisch reingezogen habe wäre ich bereit!
Lets fetz, sprach der Frosch und sprang in den Mixer!

 

[KalleWirsch]

Natürlich wäre es schön super professionell getestete Wärmeleitpasten zu haben.
Jetzt sind für den Durchschnittsanwender 2 oder sogar 5 Grad Celsius mehr oder weniger an der CPU nach Installation, aus meiner Sicht gar nicht die entscheidende Faktor. Sondern die einfache Fehlerfreie Anwendung und Haltbarkeit.

Dabei gehe ich für mich davon aus, dass die Paste innerhalb von 5 Jahren halt maximal 5Grad Unterschied machen soll. Die Funktion sollte möglichst sogar nach 10 Jahren (Lagerung + Installation) noch grundsätzlich erfüllt sein.

Von daher sind mir praktische Langzeiterfahrungen und Produkte die man uneingeschränkt empfehlen kann irgendwie wichtiger als das Super Top Produkt und eine Super Profi Messung. Klar das ist ein Gimmick, das dann halt andere nicht bieten. Aber diese beiden Eigenschaften wären mir bei jedem Test die wichtigsten.

Für alle Fälle habe ich ein noch eine ca. 3 Jahre alte ungeöffnete Artic Silver 5 in meiner Notfallkiste. Ich hatte in der Vergangenheit schon Artic MX verwendet (würde mir im PC-Laden um die Ecke verkauft) und damit nie Probleme gehabt und Artic wirbt mit Longevity also glaub ich das naiverweise einfach mal. Also ähnliche Erfahrungen wie @Inzingor

Ansonsten hatte ich zuletzt oft Paste verwendet, die mit einem Kühler kam. (Noctua), lies sich gut verarbeiten, passt und würde ich damit beim nächsten CPU-Wechsel wieder kaufen. Die geben 3 Jahre Storage und 5 Jahre Operating time an. Ja und mag wieder naiv wirken, ich glaub das mal.
Also ähnliche Erfahrungen wie @arcDaniel.

OK, ich muss dazu sagen:
Ich overclocke nicht, keine Highend komponenten und im ganzen System nichts auf Kante genäht sondern eher sehr konservativ mit sprichwörtlich viel Luft nach oben. Wahrscheinlich bin ich also nicht der Durchschnittsanwender. Aber die High-end Overclocker sind das auch nicht.

@Igor Wallossek: Ich würde erst mal eine Umfrage machen, wer welche Art von Paste einsetzt und wer welche Optimierungsziele beim Zusammenbau verfolgt. Ich fand deinen Artikel über die Anwendung von Wärmeleitpaste am Interessantesten. Tipps zur Lagerung, Haltbarkeit, Langzeitstabilität etc. Tipps die beim Zusammenbau helfen z.B. wie dimensioniert man den Kühler. eigentlich also mehr Noob-Zeug, aber gut erklärt wären für mich jetzt interessanter als eine super genaue aber eher theoretische Messung mit einem TIM Tester.

 

[Igor Wallossek]

Nachdem ich mir jetzt Session 1 vom TIM Tester Webinar in herrlichem Piefke-Englisch reingezogen habe wäre ich bereit!
Lets fetz, sprach der Frosch und sprang in den Mixer!

Der TIM Tester von Linseis ist, nun ja... Hier ist es eh schon laut und das Teil braucht einen externen Chiller, das wird immer verschwiegen. Sonst würde man im Video nur noch den Chiller hören. Und da auch die VHX schon recht laut ist, müsste ich dann Ohrsschützer tragen.

 

[_roman_]

Die Einheit ist recht interessant.

Leider kenne ich keinen MathematikProfessor oder ähnlich qualifizierte Person.

1 bis 8 W/mK (Watt pro Meter Kelvin)

Es mag schon stimmen, dass gewisse RAMSCH Hersteller oft falsche Begriffe verwenden oder Bezeichnungen oder Einheiten. (es kann mir jemand gerne zeigen warum ein Netzteil von A..a E...k aus D.d mit der Handelbezeichnung C..k einen PCIE 5.0 Anschluss hat bei einem ATX Netzteil der Serie P...s 3.0)
Die erste Frage die ich mir stellte.
Sind es milikelvin? (Sinnerfassendes Denken, wieso kam die Annahme, gibt es da etwa Satzzeichen?)
Und wenn es meter Kelvin sind, warum steht dann nicht Kelvin bei den Watt? (Sinnerfassendes Denken, wieso kam die Annahme, gibt es da etwa Satzzeichen?)

Thermal conductivity and resistivity - Wikipedia

en.wikipedia.org

Das ist wieder ein Beweis, dass nur gewisse Personen den Sachverhalt mathematisch klar darstellen können

It is commonly denoted by �

, �

, or �

and is measured in W·m−1·K−1.

Hoch minus 1 macht es eindeutig. Mulitplikationspunkt macht es eindeutig.

--

Danke Igor für ein interessantes Thema. Manchmal sollte man auch sinnerfassend abschreiben, wenn es gut vorbereitet ist.

--

Mir ist schon bewusst der Bildungsstand sinkt, die Audienz legt keinen Wert darauf. Das sah ich schon bisher an anderen Themen. Das sieht man auch, das gewisse Dinge nicht gesehen werden, aufgrund des nicht aufmerksamen Lesen von gewissen Texten.

 

[Igor Wallossek]

Ich dachte eigentlich, die Seite Drei mit dem Rechenbeispiel wäre von mir erfolgreich auf normales Mittelschulniveau heruntergebrochen worden, ich hatte mir damals so viel Mühe damit gegeben. Ich rechne hier persönlich lieber nur mit Wärmewiderständen, das ist im Anwendungsfall viel einfacher. Nur versteht es ein Kunde noch weniger, denn schon das Wort Widerstand ist negativ besetzt, während Fähigkeit meist positiv bewertet wird. Größere Werte verkaufen sich nun mal besser.

Im Übrigen war es unser Physik-Prof, der generell Einheiten zusammenschrieb und "so überflüssige Dinge" wie ein * gern auch wegließ ("sonst müsste jetzt jemand die Tafel aufklappen")...