Wärmeleitpaste ist eine Paste, die die Wärmeübertragung zwischen zwei Objekten, z.B. einem Mikrochip und einem Kühlkörper verbessert.
Einsatz
Wärmeleitpaste wird oft in Verbindung mit sehr kleinen zu kühlenden Komponenten, zum Beispiel Prozessoren oder Mikrochips, aber auch in allen Bereichen der Leistungselektronik eingesetzt, um den Wärmeübergang vom Bauteil zum Kühlkörper zu verbessern. Dies ist vor allem dann bedeutsam, wenn das Bauteil, das gekühlt werden soll, sehr klein ist und eine große thermische Verlustleistung (=Wärmeabgabe) hat.
Funktion
Kühlkörper sind nie vollkommen plan, sondern enthalten Rillen, Erhöhungen und Vertiefungen. Auch wenn diese mikroskopisch klein sind, sammelt sich in ihnen Luft, die die Wärmeübertragung stark hemmt.
Wärmeleitpasten füllen nun diese Unebenheiten und ermöglichen somit eine bessere Wärmeübertragung vom Bauteil/Chip/Prozessor zum Kühlkörper.
Sie dient nicht, wie vielfach angenommen, um einen Kontakt zwischen zu kühlendem Bauteil und Kühler herzustellen, sondern, wie bereits gesagt, um die kleinen Zwischenräume zwischen beiden zu schliessen.
Anwendung
Das korrekte bzw. "beste" Auftragen von Wärmeleitpaste auf einen Prozessor ist in Fachkreisen umstritten, allerdings verfolgen alle Ansätze das Ziel, die Schichtdicke der Wärmeleitpaste so gering wie möglich zu halten. Häufigster Fehler bei der Anwendung ist, zuviel Paste anzuwenden, aber auch zuwenig Paste ist ungünstig, da dann die Gefahr besteht, daß Lufteinschlüsse bleiben.
Üblicherweise wird eine kleine Menge Wärmeleitpaste auf den Prozessorkern oder Heatspreader aufgebracht, die weitere Vorgehensweise ist von der persönlichen Präferenz abhängig.
Eine Methode ist das unmittelbare Aufsetzen des Kühlers, nachdem man einen Klecks Paste in der Mitte des Prozessorkerns oder Heatspreaders platziert hat. Durch den Anpressdruck des Kühlkörpers wird die Paste verteilt und bildet eine dünne Schicht. Bei Prozessoren ohne Heatspreader oder anderen Halbleitern mit kleiner Kontaktfläche ist dies die einfachste und sicherste Möglichkeit.
Eine andere Methode ist das Verstreichen der Wärmeleitpaste vor dem Aufsetzen des Kühlers. Hierfür wird ebenfalls ein kleiner Klecks Wärmeleitpaste auf der Prozessorkern- oder Heatspreadermitte platziert, dieser wird danach allerdings verstrichen, sodass er den gesamten Heatspreader oder Prozessorkern abdeckt. Als Werkzeuge zum Verstreichen haben sich z.B. (alte) Telephon- oder Kreditkarten bewährt.
Danach wird der Kühler aufgesetzt und befestigt.
Wärmeleitpaste sollte nicht mit dem Finger verstrichen werden, da durch die Hautfette die Wärmeleitfähigkeit beeinträchtigt werden kann.
Zusammensetzung
Die Zusammensetzung von Wärmeleitpasten ist nur schematisch bekannt, von Hersteller zu Hersteller gibt es große Unterschiede.
Wärmeleitpasten enthalten hauptsächlich Silikonöl und Aluminumoxid, hochpreisigere Varianten sind mit Aluminium- Kupfer- und Silberbestandteilen erhältlich. Allerdings sollte man die Zusammensetzung nicht überbewerten, denn wenn es auch bei den verschiedenen Pasten Unterschiede in der Wärmeleitfähigkeit um den Faktor drei bis vier gibt, so leitet auch die beste Paste mindestens um den Faktor 20 schlechter als die üblichen Kühlkörper aus Aluminium oder Kupfer.