Basics Cooling Practice Reviews Wärmeleitpaste und Pads

The Ultimate Thermal Paste and Pad Compendium: Application, Ingredients, Manufacturing, Optimization, Aging, Profit Margins and Marketing

Today I would like to dispel a few myths and, above all, explain why thermal compound is not just about the fillers and why there is a lot of marketing and even more inconsistencies and untruths in this gold-digger business. The article is also intended to raise awareness and help to separate honest and diligent suppliers from third-party suppliers and resellers. After all, one thing is always true: the evaluation and selection of thermal compounds is a crucial step in ensuring efficient heat dissipation from components such as semiconductors, CPUs and GPUs.

Table of contents

Today’s article is a collection of technical information and a lot of background knowledge, and I have tried really hard not to describe it too dryly. Nevertheless, it is certainly a lot of new territory for many people and is likely to shatter many a false illusion and the good faith in the marketing of various providers. Industry insiders will forgive me if I still have to break a lot of things down. In this context, my thanks also go to those who have been providing me with precisely this information, technical details and, of course, test samples and specimens for many years, without which it would be impossible to test and evaluate so intensively. Today you will also see a few exotic items from my practice that are not available in retail stores.

Because it is really the sum of all the properties and raw materials used that ultimately lead to a paste that can be used optimally by the end user. The marketing bubbles on most of the packaging are just misleading poetry anyway. And that’s what it’s all about today: raising awareness, knowing the exact processes and drawing the necessary conclusions for the end user.

  • Overview of the various heat-conducting media, from paste to pads
  • The base (matrix) as the cohesion and foundation of a paste or pad
  • The composition of silicone-based pastes and the necessary fillers
  • The importance of grinding grades and mixtures
  • Special applications such as low-temperature pastes (e.g. LN2 overclocking)
  • The actual manufacturing and filling process
  • Temperature window of pastes and expansion behavior of different heatsinks
  • Use and application on different surfaces
  • Ageing. Decomposition and shelf life
  • What is the difference between manufacturer, bottler and supplier?
  • Profit margins, marketing tricks and conclusion

 

Introduction to pastes, pads and putty

Thermally conductive pastes, also known as thermal pastes, thermal greases or cooling pastes, are known to improve the thermal connection between the heat source and the heat sink. They compensate for surface irregularities that would otherwise lead to air pockets or bubbles, which are poor heat conductors. So much for the general description that every reader knows.

In addition to the pastes, there are also thermal pads in solid form. Due to their unique material composition and structure, they offer specific advantages in the area of thermal management. Their lower thermal conductivity compared to thermal pastes is often offset by their ease of use, reliability and lower risk of application errors. The decision between using pads or pastes ultimately depends on the specific requirements of the application, including the required thermal performance, installation characteristics and ease of maintenance.

© igor’sLAB

 

They can be pre-cut and cut to the required size and shape, making them ideal for mass production and applications where quick and easy assembly is required. In contrast, thermal pastes require more careful application to ensure a uniform layer thickness and can be messy when maintaining and disassembling components. Pads offer a clean and repeatable solution, especially in situations where equipment requires frequent maintenance or component replacement.

The thermal conductivity of pads is typically in the range of 1 to 8 W/mK (watts per meter Kelvin), while special pastes can even reach values of over 10 W/mK. The rigid structure of the pads makes them less adaptable to fine surface structures, which can lead to a higher thermal interface resistance. Thermal putty is a kind of middle ground, where the transition between paste and pad is more or less seamless. Thermal putty is somewhere in the middle in terms of thermal conductivity, depending on the version (and price).

© igor’sLAB

 

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Kommentar

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s
scotch

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Danke für den Artikel. Bis jetzt nur überflogen, werde ich mir aber noch in Gänze geben! Immer wieder Spannend. Vor allem Pads in aller Art ober auch Putty finde ich spannend.

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Igor Wallossek

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10,404 Kommentare 19,371 Likes

Ich sags mal so: die Leute lassen sich viel zu viel blenden :D

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Inzingor

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Guten Morgen! Vielen Dank für den großartigen Aufsatz während meines ersten Kaffees. Er bestätigt zahlreiche Vorversuche von dir und auch meine Vermutungen.

Ich habe auch schon ein paar Mal teurere Pasten z.B. von Thermal Grizzly gekauft, und die ist nach kurzer Zeit bereits eingetrocknet gewesen. Einmal kam sie sogar steinhart an. Seitdem kaufe ich nichts mehr von diesem Laden und verwende nur noch die günstigen Arctic - und das funktioniert bis jetzt tadellos.

So ein Graphit-Pad ist für meinen nächsten PC angedacht, damit ich mir die Patzerei komplett erspare.

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arcDaniel

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Danke für den Artikel, hier gibt es viel zu lesen.

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4medic

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96 Kommentare 50 Likes

Danke für den lesenswerten Artikel und

Gruß

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big-maec

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896 Kommentare 531 Likes

Habe den umfangreichen Artikel eher aus Neugier gelesen, einiges wusste ich ja schon aus vorherigen Artikel, aber einiges war mir auch neu.
Im Moment bin ich aber bei CPU/GPU von der Paste weg und setze vorzugsweise Graphen Pads ein in der Hoffnung das die bei höheren Temperaturen über 70 C° länger halten. Bis jetzt bin ich mit den Pads auch soweit zufrieden und erreiche damit gute Werte, habe aber auch festgestellt. Je nach Hardware können bei der Montage neue Probleme auftauchen.

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Igor Wallossek

1

10,404 Kommentare 19,371 Likes

Ja, das ist alles etwas tricky, Graphan gibts ja noch nicht legal für Endanwender :(

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arcDaniel

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1,658 Kommentare 918 Likes

So habe nun den Artikel gelesen und für mich heisst das Zusammengefasst (für CPU/GPU Kühler):
-Ein Teueres Graphit-Pad, was auber ausgerichtet sein muss und was vielleicht nicht im Artikel explizit steht, wegen der dünne leicht reissen kann
-oder einfach eine ehrliche nicht zu teure Paste (ich nutze meist die Noctua NT-H2, 4Euro/gr) und wechsele diese wenn nötig

Das Säubern und neu Auftragen dauert keine 10 Minuten, wenn im vorfeld nicht übertrieben wurde und es funktioniert.

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Megaone

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Und immer und immer wieder. Solche Artikel finden sich nur bei Igor!

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m
mattiii

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deswegen nutze ich meist nur noch die mitgelieferte Paste der Kühler.
Bin früher aber auch mal aufs Marketing reingefallen, wegen idealerweise 2° besserer Temperaturen. :D

Und wenn man Punkte auf der CPU verteilt, ist auch die Viskosität egal, das macht dann der Anpressdruck.

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Megaone

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1,800 Kommentare 1,705 Likes

Vielleicht ist die Frage ja infantil, aber müssten nicht niedrigere Temperaturen die Lebensdauer der Pasten verlängern. Sowohl meine Wassergekühlte 3090 noch meine Luftgekühlte 4090 erreichen so gut wie nie die 65 Grad Grenze. Auch der Arbeitsspeicher der 3090 wird dank nachgerüsteter Pads nie heisser.

Handlungsbedarf besteht doch normalerweise erst bei steigenden Temperaturen?

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Igor Wallossek

1

10,404 Kommentare 19,371 Likes

Das liegt einzig und allein an der verwendeten Matrix. Es gibt auch Hochtemperaturpasten und ein ganzes Kapitel zum Temperaturfenster bzw. auch zur Degradation.

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midwed

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Vielen Dank für den Artikel! (y) Werde ihn mir mal demnächst in Ruhe zu Gemüte führen 😄

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big-maec

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896 Kommentare 531 Likes

Okay, wusste ich noch nicht, aus Graphen kann man Graphan machen, mit einem kleinen Unterschied den man sich mal merken sollte.

Gibt es denn da schon Erkenntnisse oder Messwerte als Graphan-Wärmeleitpad ?

Hab da auf der Schnelle nur das gefunden:

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Igor Wallossek

1

10,404 Kommentare 19,371 Likes

Dazu stand was in einem meiner Artikel zu den Workstation-Grafikkarten.

.... Man benutzt eine komplett neue Art eines Wärmeleitpads und ich vermute hier, auch anhand der Materialanalyse, einmal Graphan statt des üblichen Graphens. Für Graphan statt Graphen spricht, dass man das Pad ziemlich sorgenfrei auch über SMD-Bauelemente gelegt hat, denn die reinen Graphit- oder Graphen-Pads sind elektrisch leitend. Also muss es die Materialanalyse richten. Wir sehen aber auch, dass es sich trotzdem auch um eine Art Phasenwechsel-Pad mit Burn-In handelt.

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Graphan, ein Werkstoff, der eng mit Graphen verwandelt ist, kann durch die Interaktion mit atomarem Wasserstoff erzeugt werden. Dieser atomare Wasserstoff wird mittels einer elektrischen Entladung in einem Wasserstoff-Argon-Gemisch produziert. In diesem Prozess wird jedes Kohlenstoffatom des Graphens mit einem Wasserstoffatom verbunden, wodurch Graphan entsteht. Die resultierende Bindungsstruktur von Graphan ähnelt der sesselförmigen Struktur von Cyclohexan. Interessanterweise verändert diese Wasserstoffbindung die elektronischen Eigenschaften des ursprünglichen Materials grundlegend. Während Graphen ein hervorragender elektrischer Leiter ist, wird Graphan zu einem elektrischen Isolator. Diese Eigenschaft macht Graphan besonders interessant für Anwendungen in der Elektronik, beispielsweise in der Entwicklung von Transistoren und Sensoren, oder aber für elektrisch isolierende Wärmeleitpads.

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:)

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Klicke zum Ausklappem
G
Guest

Das ist nichts neues!

1878: Zauberwunderwasserverkäufer. Wilder Westen. Mit Change auf Teeren und Federn ( KUndenbindung...lol) ( die Warzen der Damen wurden nicht..)(Texxas)
2024: TIG TOG : " wääär ist der größte und schönste Hochkantdepp im ganzen Land? Du mein Meister...etz.."

Danke für diesen Beitrag: maxximale Info.
Was wäre, wenn es diese Paste als Streifen ( wie Kaugummi) gäbe und den picken ( verz. kleben) die Leute auf
die CPU-Fläche? Und weil die Eigenschaft ist, sich unter dem Kühler/ Wakü nach starten des Rechners ideal zu ver-
formen und anzupassen, ist maximale Wärme abfuhr und jeweilige Form des zu kühlenden teils optimal gewährleistet.

Und warum muss CPU-fläche SO KLEIN sein? ich weiß eh..

LG stern stern stern stern stern Peace :)

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e
eastcoast_pete

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1,641 Kommentare 969 Likes

Wow, woran liegt das denn? Wenn Du @Igor Wallossek hier nicht unter NDA liegst oder Quellen schützen musst, würd mich der Grund dafür sehr interessieren.
Ich will (muß) nämlich demnächst Mal einen Laptop verarzten, dem wohl auch die Paste eingetrocknet ist (wird jetzt schnell sehr warm und drosselt), und eine dünne Graphan Pad oder Folie wär dafür genau richtig.

Und, danke für den tollen Artikel, der wird gleich mit einem eigenem Bookmark versehen. Und meinem Spellcheck hab ich auch erst gerade "Graphan" beibringen müssen, der wollte es nämlich gleich in "Graphen" ändern, denn das kannte er schon.

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Igor Wallossek

1

10,404 Kommentare 19,371 Likes

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

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konkretor

Veteran

311 Kommentare 321 Likes

Wann gibt es Paste mit dem Igorslab Logo zu kaufen

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Danke für die Spende



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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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