Echte Labortests von Wärmeleitpasten auf igor’sLAB – Teil 2 – Erste Vergleichsmessung mit 2 teuren Pasten

1 - Wärmewiderstand statt Wärmeleitfähigkeit 2 - Praxisnahe Tests und Zusammenfassung

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 relativiert wird. Schauen wir also mal. Ich habe die Pasten “Referenz” und “Gaming-Paste A” genannt, denn ich will mir ja nicht den Spaß an den späteren Einzeltests verderben. Was was ist, findet Ihr bald heraus. Und ich nutze die Referenz-Paste nicht ohne guten Grund als Referenz, da sie im Grunde eine unverfälschte Industrie-Paste mit garantiert gleichbleibender Qualität ist, worauf ich bei den üblichen Abfüllern nämlich nicht wetten würde.

Aber heute werden wir schon einmal sehen, was ich mit den vom TIMA5 ermittelten Werten noch so alles anstellen und auswerten kann. Das ist nämlich eine ganze Menge. Und das Gute daran: alle Messungen sind reproduzierbar und man würde eklatante Fehler bereits an den Verläufen der Wärmewiderstände erkennen, deren Kurven ja idealerweise linear verlaufen. Zumindest so lange, bis die Paste bei zu viel Druck vielleicht auseinanderfällt.

Der effektive Wärmewiderstand ist der wichtigste Faktor überhaupt

Beginnen wir mit dem wichtigsten Aspekt, dem Wärmewiderstand. Ich habe Euch das gestern bereits ausführlich erklärt. Die wichtigste Eigenschaft ist, dass dieser schön linear mit der Schichtdicke korreliert, während die Wärmeleitfähigkeit eine ganz andere Kurve beschreibt und alles andere als linear bleibt. Aber dazu gleich mehr.

Uns interessieren Schichtstärken von 100 µm und darunter, alles andere ist eigentlich für die Galerie. Manche Hersteller geben auch hier den reinen, idealisierten Bulk-Wert an, aber das ist sowas von weltfremd, dass man glatt weinen könnte. Wir sehen auf der Grafik, dass die mit 9,7 W/(m·K) im Datenblatt angegebene Paste besser performt als die mit vermeintlichen 17 W/(m·K). Der Wärmewiderstand der Gaming Paste A ist signifikant kleiner und wir werden am Ende noch sehen, was das hochgerechnet auf eine CPU bei gleicher Wärmeabgabe ausmachen könnte.

Im Dateninterface kann man die ermittelten Werte noch einmal kontrollieren und für die Ermittlung die abweichende Werte (hier alles ab 25 µm abwärts) abwählen. Bei dieser Schichtstärke hatte die Paste bereits leichte Auflösungserscheinungen. Warum auch immer. Die etwas schlechtere Referenzpaste zeigte dieses Verhalten nicht. Aber auch dazu gleich mehr.

Aber zumindest wollte ich wissen, wie weit man mit ordentlich Druck (Ich hätte das Ganze auch mit 300 N pressen können, aber da ändert sich dann nichts mehr) gehen kann und welche minimale Schichtstärken noch erreicht werden können. Die Gaming-Paste A ist deutlich “schlammiger” als die Referenz, die jedoch mit weniger wärmeleitenden kleinen Füllpartikeln aus Zinkoxid auskommen muss. Was heißt weniger, sie hat erst gar keine. Der Gewinner ist das Polymer-Pad als Phasen-Wechsel-Material (PCM), das ist wirklich einzigartig.

Die effektive Wärmeleitfähigkeit ist nur Beiwerk

Ich schrieb ja schon, dass man anhand der Wärmeleitfähigkeit fast nichts erkennen oder vergleichen kann, denn wir sehen hier nur ein paar Kurven. Wer jetzt glaubt die Wärmeleitfähigkeit wäre ein konstanter Wert, der irrt gewaltig . Aber das haben ich ja auch schon im Grundlagenartikel gestern lang und breit erklärt. Ja, alle schreien danach und ich packe sie deshalb auch mit in die Tests, aber wenn man Rth hat, braucht man λ_eff,  also die Wärmeleitfähigkeit gar nicht. Und die reine Angabe für den idealisierten Bulk-Wert erst recht nicht.

Ob der Unterschied zwischen den beiden Pasten jetzt wirklich so groß ist, wie die Kurven hier suggerieren, das sehen wir auf der nächsten Seite.