Geheimakte Wärmeleitpaste: Steigende Schichtstärke bei hohen Temperaturen, Alterung und Qualitätsunterschiede sowie deren Einfluss auf die Benchmarks

1 - Wichtiges Vorwort, Einführung und Testaufbau 2 - Warum zyklische Tests so wichting sind 3 - Höhere Temperaturen erzeugen eine dickere Schichtstärke! 4 - Thermische Ausdehung, Viskosität und Scherkräfte

Mythos 2: Die Stärke der Wärmeleitpastenschicht (BLT) wird mit steigender Temperatur geringer

Man nimmt ja meist an, dass jede Pastenschicht unter Druck und bei steigenden Temperaturen immer dünner wird. Das ist allerdings grundfalsch. Die Bondline Thickness (BLT) einer Wärmeleitpaste wird, solange sie z.B. silikonhaltig ist, mit steigender Temperatur nämlich mehr oder weniger stark zunehmen, was (nicht nur) auf das viskoelastische Verhalten des Materials zurückzuführen ist. Damit unterscheiden sich diese Pasten ja auch vom Phase Transition Material PTM. Diesem speziellen Verhalten der Pasten habe ich dann auch das nächste Kapitel gewidmet, nachdem ich das Ganze jetzt erst einmal für Euch gemessen habe. Denn die Details sind wirklich interessant und fast niemandem bekannt. Damit ist es mir sogar gelungen, den einen oder anderen Spezialisten zu überraschen, bis hin zu den Anbietern von Wärmeleitpasten selbst. Nur die Silikonöllieferanten werden hier wissend nicken.

Für die nächste Untersuchung nutze ich einen anderen Weg und verzichte auch auf die extremen, sich wiederholenden Zyklen. Allerdings nutze ich, wie gehabt, einen konstanten Druck von 60 PSI, aber im Unterschied zum ersten Test jedoch unterschiedliche und ansteigende Temperaturen von 30 °C bis 100 °C in relativ feinen 5-Grad-Schritten. Auch diese Messung dauert mindestens 45 Minuten bis 1 Stunde. Ich messe jetzt mit Absicht nur das Verhalten im ersten Zyklus, denn man kann anhand dieser Werte nicht nur beobachten, wie sich die Schichtstärke ausdehnt, sondern z.B. auch Rückschlüsse auf Wasserreste ziehen, weil die Paste im Vakuum nicht richtig ausgegast wurde.

Das Extrembeispiel dafür war ja mein erster Test der Cooler Master Cryofuze Violet, wo neben dem fehlenden Al2O3 auch noch viel zu viel Wasser in der Paste war. Außerdem spielen noch die Höhe der Befüllung der Paste mit wärmeleitenden Partikeln und die Qualität bzw. Konsistenz des Silikonöls eine Rolle.

Cooler Master Cryo Fuze Violet, fehlendes Korund und zu viel Wasser – Der Hersteller reagiert

Doch genug der Abschweifungen, betrachten wir nun das ernüchternde Messergebnis und staunen erst einmal eine Runde! Bei ungefähr 60 °C treffen sich beide Kurven, dann treibt es die Thermal Hero Quantum förmlich auseinander!  Je nach Testaufbau trägt so eine Kurve jedoch auch dazu bei, dass nicht nur die Werte verschiedener Reviews so abweichen, sondern das vor allem bei den Reviewern, die die Hero so gut fanden, meist niedrigere Temperaturen in der Paste zu finden waren. Denn die ausgelesene CPU-Temperatur ist noch lange nicht die Pastentemperatur und so kann es in der Kette aller Wärmewiderstände zwischen Die und Wasser trotz ähnlicher CPU-Temperaturen auch von Aufbau zu Aufbau zu verschiedenen Pastentemperaturen und damit auch BLT kommen! Das macht solche Tests untereinander kaum vergleichbar, solange man keine einheitlichen Bedingungen garantieren kann.

Die nur mittelmäßig hoch befüllte Thermal Hero Quantum lässt sich bei 30 °C und 60 PSI bis auf erstaunliche 15 µm zusammenquetschen, die Thermalright TF8 schafft im kalten Zustand nur rund 25 µm. Heizt man die Pasten jedoch langsam bis auf 100 °C auf, dann erkennt man, dass die Thermal Hero Quantum fast 127 Prozent (!) bei der Schicht zulegt und sich diese somit mehr als verdoppelt! Das ist ein guter Beweis für Blasenbildung, ggf. auch Wasserrückstände und ein bereits ausgasendes, minderwertiges Silikonöl. Die genauen Vorgänge schildere ich dann auf der nächsten Seite noch detailliert, denn darüber müssen wir dringend reden.

Die Thermalright TF8 startet mit 25 µm, endet bei 100 °C allerdings bei nur reichlich 31 µm BLT, was einen Zuwachs der Schichtstärke von nur 24 Prozent bedeutet. Also haben wir hier statt dem 2,3-Fachen nur ein knappes Viertel mehr. Das sagt jetzt bereits viel mehr über die Qualität einer Paste aus als ein einmaliger Testlauf mit CPU und Stresstestprogramm über 30 Minuten. Die blaue Kurve indiziert die Thermal Hero Quantum nämlich als Kernschrott, auch wenn manche Tester sie in den Himmel loben. Das ist nichts und wird auch nichts!

Dafür habe ich jetzt noch ein weiteres 6-Stunden Special der Quantum, was uns zeigt, dass das Delta zwischen der maximalen und minimalen BLT zwar fast gleich bleibt, aber in der Relation nach unten hin verschiebt. Das heißt am Ende aber auch, das die Paste bereits anfängt sich nach nur wenigen Stunden schon aufzulösen.

Damit wären dieser Mythos und alle Begleiterscheinungen sicher auch hinreichend widerlegt.