Roundup mit 5 Phasenwechsel-Pads im Test: Honeywell PTM7950, PTM7950SP vs. OEM PCM5000, PCM8500 und Thermalright Heilos

1 - Produktvorstellung und technische Daten 2 - Testmethoden und Equipment 3 - Wärmewiderstand 4 - Effektive Wärmeleitfähigkeit und Kühlungssimulationen 5 - Materialanalyse 6 - Zusammenfassung und Fazit

Interaktive Charts

Auch diesmal verweise ich auf diese interaktiven Charts als Vorboten für die neue Datenbank. Die Produkte in den Kurvendiagrammen lassen sich über den Klick in die Legende jeweils ein- und ausblenden, das Bewegen des Mauszeigers über die Knotenpunkte einer Kurve zeigt die dort hinterlegten, echten Messwerte an. Es wird generell nichts interpoliert. Einige Balkendiagramme lassen sich zudem für vordefinierte Schichtstärken umschalten, so dass man z.B. die Wärmeleitfähigkeit der betreffenden Produkte mit den jeweils besten abgespeicherten Datenbankeinträgen übersichtlich angezeigt bekommt. Ich weiße an dieser Stelle aber vorsorglich darauf hin, dass alle Ergebnisse dem Urheberrecht unterliegen und das Nutzen für eigene Belange von mir generell zu autorisieren ist.

Kontrollkurven in der TIMA Analyse

Im Dateninterface kann man die ermittelten Werte vorab kontrollieren, auf Plausibilität testen und für die Ermittlung die abweichende Werte abwählen. Man erkennt so auch die vielleicht bestehenden leichten Anomalien bei bestimmten Schichtstärken, wo der Wärmewiderstand nicht mehr sonderlich linear mit der Schichtdicke korreliert. Genau das muss man aber hinterfragen, weil es dafür Gründe geben muss. Für die Details bitte für ein Vollbild anklicken:

Honeywell PTM7950

Honeywell PTM7950-SP

Thermalright Heilos

PCM5000

PCM8500

Wichtige Vorbemerkung

Ich teste generell bei 60 °C und nach rund 15 Minuten vollständiger Durchwärmung, der BurnIn ist also in jedem Fall bereits erfolgt. Ich messe hier aber mit Absicht nicht nur die minimale BLT, sondern beginne bei der ausgelobten Pad-Stärke im Rohzustand und taste mich dann ich 25-µm-Schritten nach unten. Warum das wichtig ist, werden Ihr später noch anhand der Kurven und der tatsächlichen, minimal erreichbaren BLT erkennen. Doch auch der Einstig ist nicht bei jedem Pad optimal, so dass man anhand der Kurvendiagrimme sehen wird, welche Spaltstärken man überhaupt ausgleichen kann. Außerdem ist die Honeywell PTM7950SP eine Ausnahme, so dass ich hier auch die BLT von 400 µm mittesten konnte.

Die Wärmewiderstände R_th

Beginnen wir mit dem wichtigsten Aspekt, dem Wärmewiderstand R_th. Die wichtigste Eigenschaft von R_th ist, dass dieser schön linear mit der Schichtdicke korreliert, während die Wärmeleitfähigkeit eine ganz andere Kurve beschreibt und alles andere als linear bleibt. Aber der geübte Leser weiß das natürlich alles bereits. Uns interessieren auf der CPU Schichtstärken von 200 µm und darunter, bei der GPU sind es meist sogar 100 µm und deutlich weniger, je nach Bending.

Wir erkennen beim PCM5000, dass trotz der 0,2 mm Ausgangsdicke erst ab 175 µm und darunter überhaupt eine Funktion sichergestellt ist, auch das Thermalright Heilos hätte zumindest noch gern 175 µm. Alle anderen Pads sind qualitativ hochwertiger und funktionieren ab dem ersten Kontakt stabil. Ich habe sicherheitshalber alle Pads vorher gemessen und die Schichtstärke lag stets knapp oberhalb der Herstellerangaben.

Ich habe nun noch einmal die relevanten Schichtstärken von 25 bis 400 µm als Balkendiagramm für R_th im Vergleich. Doch Achtung, nicht alle PTM Pads erreichen hier die Obergrenze! Das PCM5000 ist zudem unterhalb von 35 µm doch eher zickig. Da wird man zielgerichtet die Tabs nutzen müssen:

Minimal mögliche Schichtdicke

Aber zumindest wollte ich wissen, wie weit man mit etwas Druck gehen kann und wie sehr sich eine Paste noch zusammenpressen lässt. Ich nutze hier die üblichen 60 Psi (41 N) auf der Messfläche von 1 cm², was völlig ausreicht und mehr ist als das, was z.B. ein GPU-Kühler erreicht.

Interface Resistance

Was auch noch interessant scheint, ist der Kontaktwiderstand, also in unserem Fall der Interface-Widerstand. Hier sieht man nämlich, wie gut sich die Oberfläche des Materials an die Kontaktflächen (IHS, Heatsink) “anschmiegt”. Auch diese Werte sind gut vergleichbar und aussagefähig,  da es immer dieselben, kalibrierten Referenzblöcke sind. Gröbere Mahlgrade bzw. eine ungünstigere Mikrostruktur können genauso ein negativer Faktor sein, der dann den effektiven Wärmewiderstand und damit auch die Leitfähigkeit beeinflusst, wie zu niedrige Temperaturen und eine zu hohe Viskosität. Aber Pads habe ihre eigenen Regeln, denn die Werte sind teilweise höher als bei flüssigeren Pasten.