Ratgeber
Ob beim Gaming, intensiven Arbeiten an einer Workstation oder auch bei der durchschnittlichen PC-Nutzung daheim: Die Hardware benötigt eine gute Kühlung, um effektiv und langlebig zu sein.
Hier geht es nicht nur um ins Computergehäuse eingebaute Lüfter oder CPU-Kühler, sondern auch um Kühlkörper, die direkt mit Hardware über Wärmeleitpasten verbunden werden. Die wichtigsten Fragen rund um diese Leitpasten beantwortet unser Ratgeber.
Einsatz
Es handelt sich um Pasten, die als Teil der passiven Kühltechnik im Einsatz sind. Im englischsprachigen Raum spricht man auch vom Thermal Compound.
Die dickflüssigen Substanzen werden als Bindemittel zwischen zwei PC-Komponenten aufgetragen und dienen der effektiveren Wärmeübertragung.
Wärmeleitpaste – Wie wichtig ist sie?
Die Kurzantwort: Sie ist sehr wichtig.
Die lange Antwort: Da aktive Bauteile in einem Computer teils enorme Wärme erzeugen, würde die gesamte Hardware ohne Kühlung schnell ausfallen. Im PC-Gehäuse eingebaute Kühlelemente wie ein Lüfter können jedoch nur die Wärme ableiten, die bereits von der übrigen Hardware nach außen ins Gehäuse abgestrahlt wurde.
Wichtig ist es daher, dass Bauteile wie die CPU einen eigenen Kühlkörper besitzen, also eine wärmeabgebende Oberfläche. Man nennt diese kleinen Kühlbleche aus Kupfer oder Aluminium auch Heatspreader, da sie die Wärme ableiten.
Wie effektiv die Wärmeabgabe der Kühlkörper jedoch ist, hängt davon ab, wie eng sie auf dem Bauteil liegen.
Selbst bei fester Verschraubung können Lufteinschlüsse entstehen und sobald es diese gibt, wird die Wärmeleitfähigkeit beeinträchtigt. Um dieses Problem zu verhindern, werden Wärmeleitpasten aufgetragen.
Was ist die Wärmeleitfähigkeit?
Die thermische Leitfähigkeit besitzt das Kürzel Lambda (λ) und gibt in Watt pro Meter und Kelvin an, wie gut ein bestimmtes Material vorhandene Wärme weitergeben kann. Kühler aus Kupfer erreichen beispielsweise eine gute Wärmeleitfähigkeit von etwa 380 W/(m·K). Im direkten Vergleich liegt Atemluft bei 0,024 W/(m·K).
Inhaltsstoffe - Welche gibt es?
Um Lufteinschlüsse zu vermeiden und die Wärmeleitfähigkeit zu optimieren, sind die Pasten teilviskos und fließen in die Hohlräume. Wie gut der Wärmetransport mit ihnen funktioniert, hängt im Detail von ihrer Zusammensetzung ab.
Blickt man auf die Inhaltsstoffe, gibt es viele Möglichkeiten, darunter: Silikonöl, Zinkoxid, Keramik, Thermoplastischer Kunststoff und Flüssigmetall.
Silikonöl
Zinkoxid
Keramik
Thermoplastischer Kunststoff
Flüssigmetall
Inhaltsstoffe - Was ist gut?
Am häufigsten sind Pasten auf Silikonbasis im Einsatz. Sie besitzen eine mittlere Wärmeleitfähigkeit und sind für den Privatgebrauch ausreichend. Ihre Leitfähigkeit wird erhöht, wenn sie zusätzlich Metalloxide wie Zink oder Aluminium enthalten.
Arbeiten Prozessor und Co. beim professionellen Gaming oder in Workstations oft auf Höchstleistung und erzeugen entsprechend viel Wärme, sind Flüssigmetall-Wärmeleitpasten die erste Wahl. Die sehr gute Wärmeleitfähigkeit von Gallium als Flüssigmetall wird bevorzugt genutzt, häufig gemischt mit Kupfer, Grafit, Silber oder Indium.
Wichtig zu beachten: Flüssigmetall-Wärmeleitpasten sind elektrisch leitfähig und dürfen daher nie mit den umliegenden Bauteilen in Berührung kommen, da sonst ein Kurzschluss droht.
Haltbarkeit
Originalverschlossen halten Wärmeleitpasten viele Jahre. Geöffnete Verpackungen sollten meist binnen drei Jahres verbraucht werden, da sie austrocknen können.
Maximaltemperatur
Jede Wärmeleitpaste darf nur einer gewissen Maximaltemperatur ausgesetzt sein. Die liegt je nach Produkt zwischen 110 und 350 Grad Celsius.
Packungsgröße
Manche Hersteller bieten ihre Wärmeleitpasten in Spritzen mit einem Gramm an, andere vertreiben Gefäße mit bis zu 500 Gramm Inhalt. Für Endanwender genügen die kleinsten Packungsgrößen, denn bereits ein Gramm reicht für zehn Anwendungen. Große Abfüllmengen sind für den gewerblichen Gebrauch gedacht.
Wärmeleitfähigkeit
Leitpaste kann je nach Hersteller und Zusammensetzung sehr unterschiedliche Werte erreichen.
Sie beginnt bei etwa 0,8 W/(m·K), kann aber auch über 10 W/(m·K) besitzen.
Wofür braucht man Wärmeleitpasten?
Die Mikroelektronik und die Leitungselektronik sind die häufigsten Einsatzbereiche. Hinzu kommen der Motorenbau und die Konstruktion von Heiz- und Kühlgeräten. Häufig aufgetragen werden die Wärmeleitpasten beispielsweise zwischen der CPU und einem CPU-Kühlkörper. Seine Kühlleistung wird erhöht und das Risiko einer Überhitzung des Prozessors daher geringer.
Auftragen der Wärmeleitpaste: Was beachten?
Das Auftragen erfolgt in drei Schritten: Zuerst wird die Stromversorgung unterbrochen. Im zweiten Schritt werden die PC-Komponenten genau betrachtet: Unebenheiten müssen unbedingt vorab entfernt werden. Im Idealfall wird Alkohol mit mindestens 70 Prozent zur Reinigung genutzt. Erst dann wird die Paste aufgetragen.
Für eine effiziente Kühlung sollte die Schicht gleichmäßig und dünn sein. Das funktioniert bei kleinen Bauteilen am besten über die Ein-Punkt-Methode, bei der eine kleine Menge mittig aufgetragen wird. Bei größeren Komponenten wird die Wärmeleitpaste über die Fünf-Punkte-Methode aufgetragen: etwas Leitpaste mittig, vier kleine Dosierungen in die jeweiligen Ecken. Dann erfolgt das Zusammenpressen.
Womit Wärmeleitpaste verteilen?
Wer Thermal Compound in einer Spritze kauft, kann über die kleine Öffnung arbeiten, eine minimale Menge nach der Ein-Punkt-Methode auftragen und das Kühler-Element aufdrücken. Je größer jedoch die Flächen sind, die zusammengeführt werden sollen, desto besser wird das Ergebnis, wenn die Leitpaste nach der Fünf-Punkt-Methode aufgetragen und dann zunächst mit einem Pinsel oder Spachtel verteilt wird. Beim Kauf von Tuben statt Spritzen ist dieses Zubehör immer ratsam.
Womit alte Wärmeleitpaste entfernen?
Nach etwa drei Jahren Nutzung sollte alte Leitpaste abgetragen und durch neue ersetzt werden. Für ein sauberes Entfernen darf die alte Schicht nicht einfach abgekratzt werden. Isopropylalkohol gilt als Mittel der Wahl: Der hochprozentige Alkohol wird in kleinen Mengen aufgetragen und die sich lösende Paste mit leichtem Druck abgewischt.