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Burn-in measured: Honeywell PTM7950 Phase Transition Material examinated and how to recognise a copycat

So-called phase change pads are currently marketed as PCM (Phase Change Materials) or, more correctly, as PTM (Phase Transition Material). They are important components in thermal management technology, which have now also arrived in the PC sector for home users and are also enjoying a certain amount of hype. These materials improve heat transfer between electronic components and heat sinks by changing their aggregate state at certain temperatures. Reason enough to take a closer look, because the differences in detail are significant. First of all, we need to explain the term, because even manufacturers are a little too generous with the term PCM!

The difference between Phase Change Material (PCM) and Phase Transition Material (PTM) lies mainly in their use and their physical properties. Both terms refer to materials that undergo phase transitions, but in different contexts and with different application goals. And I can already spoil the fact that what we like to use recently is a PTM and not a PCM. So I’ll start by getting the terminology straight and then measure the burn-in process using the Honeywell PTM7950 and the resulting changes in layer thickness and changes in interface resistance at different temperatures.

Phase Change Material (PCM) or Phase Transition Material (PTM)?

PhaseChange Materials (PC M) are materials that can change their physical phase (e.g. solid, liquid, gaseous) at a certain temperature, thereby storing or releasing large amounts of thermal energy. They are mainly used for temperature control and energy storage, e.g. to prevent overheating in electronic devices and batteries. During the phase transition (e.g. from solid to liquid), the PCM absorbs or releases a considerable amount of latent heat without the temperature of the material changing significantly. For those who are not yet familiar with this, here’s a practical example: there are these great pocket warmers that can be bent in the winder in the solid state so that they then release the energy previously stored during heating from the liquid to the solid state. It is therefore a kind of latent heat accumulator. It is sometimes incorrectly stated that PCM is better as a heat conductor because it can initially store the heat and use it for the phase transition, but this is completely wrong.

Phase transition materials (PTMs), on the other hand, are materials that undergo phase transitions between different structural or electronic states. The phase transition in PTMs leads to a change in the physical or chemical structure of the material, which influences its properties in a targeted manner. But this is exactly what we actually need as a heat conducting pad! In PCMs we find the classic phase transition between classic aggregate states (solid, liquid), in PTMs the phase transition between different structural states. Or, to put it in a nutshell: The PCM is used to absorb or release latent heat, the PTM uses the change in physical properties without significant heat aspects.

So I have to correct myself a little in my (lousy) use of language, because what we use for cooling are in fact pure phase transition materials, i.e. PTM and not PCM! And now we come to the problem for us Germans, namely the translation. Both terms translate to phase change material, which has resulted in the common term and which in turn leads to phase change pad. And now? In order not to cause any more confusion, I will continue to use phase change pad for the general description, but instead of PCM I will use PTM as an abbreviation, as long as it is not part of a (actually incorrect) product name. But you can also see that even manufacturers confuse the whole thing and have a problem with the two terms.

The basics of burn-in

PTMs are thermal interface materials that soften or melt at a defined temperature. This property enables them to fill microscopic irregularities on the surfaces of components and heat sinks, which minimizes thermal contact resistance and maximizes heat transfer. Typical PTMs consist of a polymer matrix with thermally conductive fillers and exhibit thermal conductivities of 1 to 8 W/mK, depending on thickness and design.

The “mysterious” burn-in process of PTM involves repeated heating and cooling of the material to achieve an optimal thermal bond. During burn-in, the pad reaches its phase change temperature, wetting the surfaces and achieving a minimum bondline thickness (BLT). This process is often carried out through a controlled temperature exposure over several hours or days to ensure the long-term reliability and performance of the material. I repeated this exact point a total of 10 times until I achieved a consistently (almost) constant temperature behavior and the thermal resistance remained approximately the same for identical temperatures.

Changing the interface resistors

A key aspect of the burn-in process is the change in the thermal interface resistances. At the beginning of the burn-in (i.e. before the first phase change), the resistances are typically significantly higher, as the PTM is not yet (completely) melted and wetted. During the burn-in process, the interface resistances decrease significantly as the material fills the microscopic gaps and unevenness of the contact surfaces and thus reduces the thermal barrier.

This is exactly why I pointed out in the individual test of the Honeywell PTM7950 that a burn-in is essential for optimum performance. Yes, this pad will certainly work better than simpler, cheaper thermal pastes due to the particles it contains, even without (complete) burn-in, but you won’t get anywhere near the values of a good paste. I invested almost 2 days in this test this time and have to correct myself slightly with regard to the only partial phase change of the PTM7950. I have a separate paragraph on this. In terms of the phase change, the PTM7950 is a kind of evolution with slightly different characteristics. These in turn will help us to distinguish the original from non-identical imitators, even if the color is correct. You always learn something new, even about the electricity bill for such tests.

After the burn-in process, PTMs offer improved thermal performance and reliability. The materials remain firmly in place without a pump-out effect, where the material is forced out of the interface. This is particularly important for constant pressure applications such as those found in many electronic devices. But we’ll see that in a moment.

Further links and basics

 

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Saschman73

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Danke für den Test! (y)
Jetzt fehlt nur noch die Bezugsquelle wo man auch ganz bestimmt das PTM7950 bekommt und kein KuckkucksPad.

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Charger93

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Wenn das PTM vom Thermal Grizzly das echte 7950er ist oder eines das genau so gut funktioniert, dann wäre das schon sehr angenehm.
Aber vielleicht weiß Igor da schon etwas?

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Saschman73

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583 Kommentare 368 Likes
R
RazielNoir

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544 Kommentare 255 Likes

Also wenn man ein (CPU-Seitiges) Mittelklassesystem mit einem guten Luftkühler kombiniert, ist mit PTM quasi nach erfolgreichem Burnin ein No-Brainer. Regelmäßig Staub entfernen und gut ist.

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exi78

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Hab diese Bilddatei vor längerem mal gefunden.
Hilft dem ein oder anderen vielleicht etwas weiter.

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RedF

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5,269 Kommentare 3,065 Likes

Die Langeweile hat mich getrieben, meine RX7600 Pulse aus meinem mATX Sys neu zu bestücken (günstig auf Ebay bekommen).
Die VRAM Temp war bei bis zu 90° C
Mit dabei Alis Clon PTM7950 0,2mm Honig-Kühlpad

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Wegen Beschränkung gehts im Nächten Post weiter. -_-

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B
Besterino

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7,244 Kommentare 3,802 Likes

Ich hätte mir noch eine Aussage gewünscht, dass & warum nun sicher ist, dass das jetzt getestete Pad auch wirklich ein Honeywell PTM7950 ist.

Und in diesem Artikel inkl. Titel müsste m.E. überarbeitet und klargestellt werden, dass es sich nicht um das Honeywell Pad gehandelt hat:

Abschließend: die Aussage zur Eignung von Wakü sehe ich anders. Wenn man sich anschaut, welche Probleme man mit Paste haben kann (und da ists ja eine noch größere Thematik, welche man denn am besten nimmt), ist das Pad im Hinblick auf mögliche Fehler und Fehlerquellen m.E. eher ein nobrainer als eine Paste und alle paar Monate im Zweifel wieder neu machen.

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Klicke zum Ausklappem
RedF

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Und für den Speicher CX-H13000 (hatte bei Snaksdomain gut abgeschnitten)

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Das Zeug ist von der Konsistenz ähnlich dem Extreme 64 von HWLiebe.

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RedF

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Dann noch unter die Backplate (vorher Folien unter dem VRAM entfernen).
Ja, habe mich auf einer Seite geirrt.

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RedF

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Und das Honig-Pad auf den Kühler.

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VRAM Temp ist im Peak um 8° C gesunken.(von 90° C auf 82° C)

GPU etwa -6° C, GPU Hotspot ist noch nicht so toll (90° C) mal sehen ob da noch was passiert.

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RedF

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Delta Edge - Hotspot liegt bei 18° C.

Wird jetzt erstmal mit Friestrike Ultra gestresst.

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DigitalBlizzard

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Ist es ;)
das hier ist allerdings kein Honeywell, weder ein Echtes noch ein Falsches, sondern was anderes

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J
Jarno

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Wenn sich die Dicke wirklich so extrem ändert, sollte doch eigentlich eine PTM Padgröße von einem viertel der Chipfläche mittig platziert reichen.
evtl. würde man so auch eine noch dünnere bondline erreichen, hat das mal jemand ausprobiert? Wäre das mal eine Idee für einen Test bei Igor?

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Igor Wallossek

1

11,652 Kommentare 22,533 Likes

Das erste Pad ist auch ein Honeywell PTM7950, die beiden Pads sind absolut identisch. Woran man das Original erkennt, das auch aus aufgekauften und neu konfektionierten Resten stammen kann, hat mir ein Mitarbeiter eines OEM verraten:

- Schichtstärke ist beim PTM7950 immer 0,25 mm
- Das Burn-In-Fenster liegt bei 10 Kelvin und somit zwischen 40 und 50°C (Nachahmer haben nur 5K)
- Das Burn-In-Verhalten und die Schmelzfähigkeit bis hin zu niedriger BLT auch bei leichten Drücken
- Die finale BLT ist viel niedriger als bei den Mitbewerben, meine Werte decken sich mit anderen Labortests 1:1
- Die Weichheit und Flexibilität sind höher
- Eine dicke Trägerfolie und eine dünne Transferfolie

Es ist wie mit den japanischen Kondensatoren, die auch aus China stammen können. Abends, wenn die Charge durch ist, kommt andere Schrumpffolie drauf und die Teile heißen anders. Es sind aber immer noch die gleichen :D

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roccale

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125 Kommentare 71 Likes

I have been using the Gelid HeatPhase Ultra and i am very satisfied with the results on the 4090.

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roccale

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125 Kommentare 71 Likes

As for Gelid, this is the data.The phase transition temp is at 45°.

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SJGucky

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56 Kommentare 24 Likes

Ich habe da mal eine Frage, weil ich es nicht ganz verstanden habe.
Kann man das PTM beim Burnin einfach aufheizen, sagen wir 10min mit Prime95 oder Furmark bis 80°C oder muss man eine bestimmte Temperatur für eine Zeit lang halten?

LTT verkauft es und angeblich auch ModDIY.

P.S.
Ich selber würde es bei meiner nächsten CPU verwenden.
Bei einer GPU würde ich es nur nach Ablauf der Garantie machen oder wenn sie über längeren Zeitraum immer wärmer wird, was aber auch erst nach 1-2 Jahren wäre.

P.P.S Laut LTT soll man es auch ein wenig besser händeln können (Folieablösen etc.), wenn man es zuvor in den Kühlschrank legt und runterkühlt.

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J
Jarno

Mitglied

19 Kommentare 9 Likes

Das ist doch etwas zweifelhaft, was passiert denn mit dem Material bei >50°C, wird es plötzlich wieder fest?

Aus technischer Sicht dürfte es eher ein Bereich sein ab! dem das Material erweicht, dann wäre ein größeres Fenster also eher eine größere Toleranz, sprich man kann es nicht so genau vorhersagen.

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About the author

Igor Wallossek

Editor-in-chief and name-giver of igor'sLAB as the content successor of Tom's Hardware Germany, whose license was returned in June 2019 in order to better meet the qualitative demands of web content and challenges of new media such as YouTube with its own channel.

Computer nerd since 1983, audio freak since 1979 and pretty much open to anything with a plug or battery for over 50 years.

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