Vor allem Kühlkörper, aber auch Computer-Komponenten (z. B. Mikro-Prozessoren), die gekühlt werden müssen, besitzen meist materialbedingt keine sehr gute Wärmeleitfähigkeit. Das gilt etwa für die Montageflächen bei Kühlkörpern. Bei ihnen entstehen aufgrund der meist mechanisch vorgenommenen Bearbeitung fast immer Rillen, Riefen, Vertiefungen oder Erhöhungen. Selbst bei geringster Ausprägung stören solche Hohlräume die Wärmeübertragung, weil die zur Übertragung gedachte Fläche sich verkleinert. Auch bei der Komponente, die gekühlt werden soll, finden sich häufig von einem Laser eingebrannte Beschriftungen. Dadurch entstehen ebenfalls Vertiefungen, die die Weiterleitung von Wärme behindern. Jede Unebenheit verringert also die Wärmeleitfähigkeit und muss daher ausgeglichen werden. Eine sogenannte Wärmeleitpaste leistet hier wertvolle Dienste.
Was ist Wärmeleitpaste und woraus besteht sie?
Die Wärmeleitpaste ist ein flüssiger Stoff, der dazu dient, die Wärmeleitfähigkeit zwischen zwei Komponenten zu erhöhen. Die Pasten bestehen, je nach Qualität und Preis, aus:
- Silikonöl
- Zinkoxid
- Aluminium
- Graphit
- Keramik
- Silber
- Thermoplastischer Kunststoff
- Flüssigmetall (Gallium, zusätzlich Indium, Rhodium, Zinn, Zink, Silber)
Im Normalfall ist eine Wärmeleitpaste aus Silikonöl und Zinkoxid vollkommen ausreichend. Lediglich für Hochleistungsrechner oder sehr anspruchsvolle Geräte solltest du eine der anderen Varianten verwenden.
Worauf solltest du beim Auftragen der Wärmeleitpaste achten?
Wärmeleitpaste befindet sich normalerweise in einem flüssigen Aggregatzustand. So lässt sich mithilfe eines Pinsels diese auf eine Fläche auftragen oder wird einfach auf die Oberfläche getropft, bevor das Anschlussteil aufgesetzt wird. Der Druck sowie die Wärme des laufenden Geräts sorgen dann für die gleichmäßige Verteilung der Wärmeleitpaste zwischen den Komponenten. Folgende Schritte sind für eine optimal funktionierende Wärmeübertragung, beispielsweise zwischen einer Prozessoreinheit (CPU) und Kühlkörper eines Computers, notwendig:
- Vor dem Auftragen der Paste müssen die Oberflächen der beiden Komponenten, zwischen denen die Wärmeleitpaste zum Einsatz kommen soll, gründlich gereinigt sein. Am besten verwende dafür hochprozentigen Isopropylalkohol (70 bis 90 Prozent).
- Sind Unebenheiten vorhanden, sollte versucht werden, die Oberflächen mit Schleifpapier und Flüssigkeit zu glätten.
- Anschließend platziere einen Tropfen (in Reiskorngröße) der Wärmeleitpaste direkt in der Mitte auf die Oberfläche. Bei der Verwendung der Wärmeleitpaste sind aus Sicherheitsgründen Handschuhe angeraten, um den direkten Kontakt mit der Haut zu vermeiden.
- Als nächstes folgt die Befestigung des Kühlkörpers, wobei der ausgeübte Druck überall gleich sein sollte, damit sich die Paste möglichst gleichmäßig verteilt. Außerdem kann sie so alle Lücken und Vertiefungen in den Oberflächen ausgleichen.
Während der Computer läuft, entsteht Wärme. Dadurch breitet sich die Wärmeleitpaste in Richtung der Oberflächenränder aus und die Schicht wird dünner. Bei der Verwendung von zu viel Paste besteht das Risiko, dass sie erstens über die Ränder läuft und zweitens aufgrund ihrer Leistungsstärke zu viel Wärme weiterleitet.
Worauf du unbedingt verzichten solltest, ist die Demontage des Kühlkörpers, um die korrekte Verteilung zwischen CPU und Kühlkörper zu prüfen. In diesem Fall muss der gesamte Vorgang wiederholt werden.
Wann und wie oft solltest du Wärmeleitpaste erneuern?
Die Erneuerung der Wärmeleitpaste ist vor allem dann anzuraten, wenn die Graphikkarte zu viel Wärme erzeugt, der Computer zu langsam agiert oder auch zu laut ist. In diesen Fällen hat die Wärmeleitung gelitten. Nun solltest du die Wärmeleitpaste zwischen CPU und Kühlkörper bzw. zwischen Graphikkarte und Kühlaggregat erneuern. Unterlässt du dies, wird die entstehende Wärme nicht mehr über den Kühlkörper abgeleitet. Im schlimmsten Fall führt dies zu einem Durchbrennen der Graphikkarte. Im Normalfall solltest du nach etwa drei Jahren die Wärmeleitpaste erneuern. Erwirbst du eine bereits verwendete Graphikkarte, so ist es ebenfalls ratsam, die Paste vor dem Einbau der Karte zu erneuern. Bevor dies geschieht, muss man allerdings die Reste der alten Wärmeleitpaste entfernen. Dazu wischst du zuerst die groben Verschmutzungen von beiden Oberflächen (Kühlkörper und Graphikkarte), befeuchtest dann einen Lappen mit dem bereits erwähnten Alkohol und entfernst die übrigen Reste. Erst dann wird die Paste, wie bereits beschrieben, erneuert.
Die Alternative zur Wärmeleitpaste
Obwohl die Wärmeleitpaste noch immer als häufigste Lösung bevorzugt ist, gibt es inzwischen andere sogenannte Wärmemanagementprodukte. Dazu gehören etwa dünne, auf Silikon basierende Wärmeleitpads oder beidseitig mit Klebstoff beschichtete Wärmeleittapes. Darüber hinaus kann man mit Phasenwechselmaterialien, z. B. in Form von Thermoblechen arbeiten. Auch Zwei-Komponenten-Silikonpolymere werden zur Ableitung von Wärme verwendet. Eine andere Möglichkeit ist extrem dünne Polyester-Graphitfolie, die eine exzellente Wärmeleitfähigkeit besitzt.
