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Real laboratory tests of thermal pastes on igor’sLAB – Part 1 – Measurement setup and methodology

ASTM D 5470-17

The purpose is clear: to obtain comparative test data under identical conditions while eliminating all interfering factors (such as die distortion or non-coplanar contact areas). ASTM D 5470-17 and transient methods are the primary test methods for determining thermal conductivity and thermal resistance, whereby I only use ASTM D 5470-17 and not the complementary electrical methods according to JESD 51-14. The values in a TIM provider’s data sheet should be developed using ASTM D 5470-17 to produce comparable values determined under the following conditions:

– Controlled surface conditions
– Unidirectional heat flow conditions
– Parallel contact surfaces
– Precisely known clamping forces

And this is exactly where the TIMA5 comes into its own. It is a fairly compact all-in-one tabletop device that combines the measurement setup and the required PC in one device. It is therefore a self-sufficient and, above all, automated measurement setup that I can also run in parallel to other tasks in the background. All data is saved directly to the NAS via the network, so that’s safe. The device is calibrated and has already passed the first plausibility test.

As this all seems a bit complex, I have placed the individual assemblies against the functional diagram so that you can see where and how the measurements already explained take place. We can also see T3 and T4 here, which I already referred to in the diagram on the previous page:

I’ll repeat the diagram with the transitions again now anyway, because it helps us to better visualize the meaning of this value to be determined.

I have analyzed the measurement of the DOWSIL 340 at a sample temperature of 70 °C graphically myself and you can see very clearly that the Rth remains linear, while the thermal conductivity changes logically and drops non-linearly with decreasing layer thickness. This is normal, but also shows that the Rth value is much more important than a fictitious thermal conductivity

External cooling is provided by a laboratory chiller from IKA, which can maintain the water temperature almost to the nearest decimal place and which can not only cool, but also reheat if necessary, so that the required 20 °C water temperature can always be maintained. The hoses were connected using Festo couplings and special hoses.

I’ll leave the theory at that, because it’s already been four long pages of heavy fare. So it’s time to gather ourselves and turn to the first results tomorrow, and I can already spoil it: it’s going to be very interesting! There’ll be a few more nice shockers and insights in part 2 tomorrow, I promise!

Real laboratory tests of thermal pastes on igor’sLAB – Part 2 – First comparative measurement with 2 expensive pastes

TIMA_5-23_datasheet-3

 

 

 

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GrafBerzerek

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54 Kommentare 8 Likes

Ich bin auf Teil 2 gespannt, Mal sehen was dann wirklich rauskommt, immer dieses warten ;) Bin gespannt.

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Igor Wallossek

1

10,441 Kommentare 19,507 Likes

Spannungskurve :D

Am Donnerstag geht dann der erste Pastentest online - meine Referenzpaste. Dann kommen viele weitere....

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e
eastcoast_pete

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1,668 Kommentare 1,006 Likes

Was ich schon jetzt sehr gut finde, ist daß Du (@Igor Wallossek ) hier eine ganze Reihe von Experten mit zu Rate gezogen hast, um Deinen Testaufbau so genau und realitätsbezogen wie möglich zu machen! Jetzt warte ich gespannt auf Teil 2. Mich würde auch interessieren, ob sich so mancher Hersteller dieser Pasten bei der Entwicklung (Formulierung) auch soviel Arbeit gemacht hat. Aber das werden wir ja auch bald sehen bzw lesen.

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ipat66

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1,409 Kommentare 1,421 Likes

… und ob die Angaben bezüglich der Wärmeleitfähigkeit irgend etwas mit der Realität zu tun haben.
Ich bin gespannt auf die Ausreißer :)
Tolles Instrument !

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echolot

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1,100 Kommentare 849 Likes

Das muss dann aber für jede Probe reproduzierbar eingearbeitet werden. Hut ab mein Lieber.

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Igor Wallossek

1

10,441 Kommentare 19,507 Likes

Ich habe sogar ein Ritual dafür. Der Rest ist kalibriert :)

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echolot

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1,100 Kommentare 849 Likes

Boah ey. Was ist mit der Kaffeepause? Sind die 20 µm vorgegeben?

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T
Techniker Freak

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49 Kommentare 6 Likes

@Igor Wallossek
Das sieht sehr interessant aus, bin auf die Ergebnisse gespannt.
Wird es einen Artikel geben in dem es um Pasten außerhalb des MHD geht?
Mich würde es interessieren wie sich so eine Paste nach MHD entwickelt. Die Theorie kann man im initialen Artikel abdecken und für die Praxis legst du dir 1 - 3 Pasten hin und testest die 1x im Jahr.

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FfFCMAD

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689 Kommentare 187 Likes

Das die ein Thermaltake THE TOWER 900 benutzen ist putzig. Ich bin ja eher für die weiße Variante, die steht nämlich neben mir

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komatös

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116 Kommentare 93 Likes

Wieso Kaffeepause? Wenn man den ganzen Tag seienm Hobby nachgeht, braucht man keine Kaffeepause. 🤪😂

Aber Spaß bei Seite, ich finde Irgors Test sehr oft aufschlußreich und vielfach ernüchternd.
Die Tests der Radiatoren zum Beispiel. Und dann frage ich mich immer, wo ist Stiftung War(z)entest? Haben die sowas nicht auf dem Radar?

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Igor Wallossek

1

10,441 Kommentare 19,507 Likes

Da ich ab 400 µm abwärts messe, will ich die Paste nicht schon zusammenpressen, bevor nicht alles aufgeheizt ist. Da reicht der kleine Spalt, denn das Test-Script fährt das dann eh allein auf 400 µm (und weiter) runter. Nenne es kleinen Sicherheitsaufschlag meinerseits. Kaffepause kann ich zwischen Punkt 10 und 11 machen. Die reicht für mehrere Tassen Kaffee, denn ich messe ja automatisiert in 25er Schritten bis 25 µm. Das Teil hat eine eingebaute Prüfung und es werden alle Sensoren solange ausgewertet, bis ich mindestens für 2 Sekunden eine stabile Wertermittlung habe. Das kann manchmal echt dauern.

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Exakt :D

Den nehmen viele, weil er sich perfekt anpassen lässt. Es ist ja noch ein kleiner PC mit verbaut (AMD APU) :)

Kostet leider mehr als ein 2024 Mercedes-Benz E-Klasse Kombi in der Basisversion :(

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echolot

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1,100 Kommentare 849 Likes
v
veitograf

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30 Kommentare 11 Likes

Ich bin gespannt auf die ergebnisse :)

@Igor Wallossek kleiner type auf seite drei bei der überschrift:

Kontakt- bzw. Interfacde-Widerstände

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big-maec

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901 Kommentare 535 Likes

Ob den Marketingleuten schon warm wird und anfangen zu schwitzen?
:unsure:

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echolot

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1,100 Kommentare 849 Likes

Das glaube ich jetzt nicht bei den "guten" WLPs. Im Großen und Ganzen passt das schon. Andere Kriterien sind mir aber schon wichtig für eine Gesamtbewertung. Z.B. Langzeitverhalten, Verarbeitbarkeit, Homogenität usw.

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DMHas

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57 Kommentare 17 Likes

Ich bin auch schon auf Pasten- und PAD-Tests gespannt. Mal sehen, wer wirklich das versprochene liefert und er nicht!

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E
Eribaeri

Veteran

128 Kommentare 49 Likes

Das ist ja mal ein Mega-Projekt und wie bereits beschrieben für die Community echt wichtig!
Gibt es denn auch irgendeine Messung für das Austrocknen der Wärmeleitpasten?
Natürlich sind einige (besonders die pinken) Keramikwärmeleitpasten echt stark, trocknen dann aber an und sind anschließend den gängigen Pasten unterlegen.
Eine solche Messung würde die Tests dann auch alltagstauglich machen. Keine Laborwerte mehr.

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m
modena.ch

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85 Kommentare 36 Likes

Typo auf Seite 4, sollten das nicht Festo-Kupplungen sein und nicht Vesto?
Es sei denn das ist was Anderes..

Aber sehr spannende Sache, so im Detail bei TIMs untersucht such ich schon lange!

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c
carrera

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97 Kommentare 65 Likes

@Igor Wallossek: that's real passion ... chapeau

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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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