Wärmeleitpads gehören zu diesen Bauteilen, bei denen sich erstaunlich viel Marketing auf erstaunlich wenig Fläche drängen lässt. Auf der Verpackung stehen 5, 15, 18 oder 20 W/mK, daneben Wörter wie soft, extreme, high compression oder platinum, und am Ende soll der Käufer daraus ableiten, welches Material zwischen Speicherchip, Spannungswandler und Kühler wirklich sinnvoll funktioniert. Genau dort beginnt aber das Problem. Ein Wärmeleitpad arbeitet nicht mit seiner aufgedruckten Zahl, sondern mit seiner tatsächlich erreichten Schichtdicke, seiner Anpassung an die Oberflächen und der Kraft, die es nach der Montage dauerhaft auf die Bauteile und den Kühlerverbund ausübt. Deshalb habe ich für dieses Roundup nicht einfach zehn Pads auf irgendeine Grafikkarte geklebt, Temperaturen notiert und anschließend so getan, als ließe sich daraus eine universelle Rangliste ableiten. Solche Temperaturen sind immer an genau diesen Kühler, genau diesen Spalt, die Montagekraft und die jeweilige Kompression gebunden. Mit meinem TIMA-Aufbau kann ich den interessanteren Teil messen: Wie verändert sich der effektive Wärmetransport mit der realen Bond Line Thickness, kurz BLT, wie viel Druck bleibt nach dem Setzen des Materials übrig, wo liegt der thermisch sinnvolle Kompressionsbereich und was passiert, wenn man ein Pad über diesen Punkt hinaus weiter zusammenpresst?

Das ist entscheidend, weil ein nominell 1 mm dickes Pad im Betrieb eben nicht automatisch 1 mm dick bleibt. Einige Kandidaten erreichen ihr thermisches Optimum bereits bei rund 800 µm, andere wollen auf etwa 700 oder 650 µm herunter. Wer nur eine Temperatur bei einer beliebigen Einbauhöhe misst, vergleicht deshalb nicht nur verschiedene Materialien, sondern gleichzeitig verschiedene Betriebszustände derselben Materialien. Ein hartes Pad kann dabei als mechanischer Abstandshalter wirken und in einer gemeinsamen Coldplate den Anpressdruck an einer anderen Kontaktstelle reduzieren. Umgekehrt kann ein sehr weiches Material hervorragend anliegen, bei zu viel Kompression aber seitlich ausweichen oder strukturell so stark verändert werden, dass die zusätzliche Kompression keinen thermischen Gewinn mehr bringt. Die in den TIMA-Daten ausgewiesene effektive Wärmeleitfähigkeit λeff ist dabei ausdrücklich keine Behauptung über eine unveränderliche Bulk-Wärmeleitfähigkeit des Rohmaterials. Sie beschreibt den im jeweiligen Messzustand wirksamen Verbund aus Material, realer Schichtdicke und Kontakt. Genau deshalb ist sie für den praktischen Vergleich interessant, lässt sich aber nicht eins zu eins gegen eine beliebige W/mK-Zahl auf einer Verpackung halten. Wenn ein Anbieter 20 W/mK aufdruckt und ich 5,7 W/mK λeff messe, ist das nicht automatisch der Beweis für eine falsche Herstellerangabe. Wenn jedoch zwei Produkte im exakt gleichen Aufbau gegeneinander laufen und das nominelle 20-W/mK-Pad schlechter abschneidet als die 15-W/mK-Variante desselben Anbieters, dann darf man über die Aussagekraft solcher Zahlen durchaus nachdenken.

Für die praktische Pad-Bewertung nutze ich 69 kPa als niedrigen Belastungsmarker, 172 kPa als normalen Vergleichsbereich und 345 kPa als obere praktische Benchmark-Grenze. Das sind keine universellen Schadensgrenzen für jedes elektronische Bauteil, sondern methodische Vergleichsbänder. Oberhalb von 150 N/cm² beziehungsweise 1500 kPa wird eine Belastung für den hier betrachteten Anwendungskontext nicht mehr als praktisch sinnvoll behandelt. Ebenso wichtig ist die Kraftmessung selbst: Bei diesen Durchläufen wird die stabilisierte Restkraft am Ende eines Messschritts bewertet, nicht ein eventuell höherer kurzer Einpresspeak. Werte unter etwa 1 N darf man deshalb als sehr geringe verbleibende Last lesen, nicht als Behauptung, das Material ließe sich völlig kraftlos montieren. Weil allein diese thermomechanische Charakterisierung für elf Kandidaten bereits ein kleines Wochenendprogramm mit Hang zur Selbstbestrafung ist, habe ich diesmal auf die zusätzliche LIBS-Materialanalyse und die detaillierte Mikroskopie verzichtet. Das Roundup beantwortet deshalb nicht, welcher Füllstoff in welchem Prozentanteil steckt, sondern die für den Anwender wesentlich unmittelbarere Frage, wie sich das komplette Pad unter realer Kompression verhält. Ob diese Kombination aus thermischer BLT-Charakterisierung, Kompressionsoptimum, Überkompression und mechanischer Rückwirkung tatsächlich weltweit zum allerersten Mal in einem Pad-Roundup gezeigt wird, behaupte ich jetzt einfach mal. Mir ist aktuell kein öffentlich dokumentierter Vergleich bekannt, der diese Punkte in dieser Form zusammenführt.

Die Preise sind Momentaufnahmen vom 13. September 2026 und beziehen sich auf die getestete Größe, soweit diese aktuell noch eindeutig auffindbar war. Versandkosten lasse ich außen vor, weil sie je nach Händler den Preis eines einzelnen Pads stärker verändern können als die eigentliche Ware. 

Für die eigentliche thermische Bewertung nutze ich den Nanotest TIMA5, also keinen improvisierten Aufbau mit Heizwiderstand, Thermometer und gutem Willen, sondern ein Messsystem, das thermische Grenzflächenmaterialien nach dem Prinzip der ASTM-D5470-Methodik untersucht. Entscheidend ist dabei nicht irgendeine Temperaturdifferenz an einem konkreten Kühler, sondern der Wärmestrom durch das Material unter definierten und reproduzierbaren Randbedingungen. Das Pad befindet sich zwischen zwei temperierten Messkörpern, während Wärmefluss, Temperaturen, Bond Line Thickness, also die reale Materialdicke zwischen den Kontaktflächen, sowie die mechanische Belastung erfasst werden. Daraus lassen sich der effektive thermische Widerstand Rth und die effektive Wärmeleitfähigkeit λeff bestimmen. Gerade bei Wärmeleitpads ist diese Trennung wichtiger, als es zunächst klingt. Ein als 1 mm verkauftes Pad arbeitet im eingebauten Zustand praktisch nie mit exakt 1,00 mm Materialstärke. Es wird komprimiert, passt sich Unebenheiten an, verdrängt Luft aus der Kontaktzone und verändert dabei sowohl seine innere Struktur als auch den Kontakt zu den beiden Grenzflächen. Genau deshalb reicht mir ein einzelner Messpunkt nicht. Die Pads werden über mehrere definierte BLT-Stufen geprüft, sodass sichtbar wird, wie sich Wärmeübertragung, Materialwiderstand und mechanische Belastung mit zunehmender Kompression verändern.

Damit lässt sich erstmals wesentlich sinnvoller beantworten, was bei einem Pad eigentlich „gut“ bedeutet. Ein Material kann bei geringer Kompression thermisch enttäuschen, bei stärkerer Verdichtung plötzlich deutlich zulegen und danach wieder in einen Bereich geraten, in dem zusätzlicher Druck kaum noch thermischen Nutzen bringt. Genau dort wird es praktisch interessant, denn weitere Kompression ist dann nicht automatisch besser. Irgendwann steigt vor allem die mechanische Belastung auf Bauteile, PCB und Lötstellen, während der thermische Gewinn immer kleiner wird. Der beste Arbeitspunkt ist deshalb nicht zwangsläufig die geringste erreichbare Dicke, sondern der Bereich, in dem thermische Leistung und mechanische Belastung sinnvoll zusammenpassen. Hinzu kommt, dass sich Pads unter Last zeitabhängig setzen. Beim Anfahren einer neuen BLT kann die Flächenpressung zunächst deutlich höher liegen und anschließend während der Haltephase wieder zurückgehen, weil das Material seitlich ausweicht und intern relaxiert. Deshalb wird nicht einfach der höchste kurzzeitig auftretende Kraftwert als Betriebszustand gewertet. Relevant ist der stabilisierte Zustand nach der Setzphase. Erst wenn das Material seine praktische Kompressibilitätsgrenze erreicht und kaum noch ausweichen kann, steigt der Druck dauerhaft stark an. Genau dieser Übergang ist für die Beurteilung der Überkompression besonders interessant.

Der große Vorteil dieser Vorgehensweise liegt darin, dass die Wärmeleitfähigkeit nicht isoliert betrachtet wird. Ich sehe gleichzeitig, bei welcher realen Pad-Dicke ein Produkt sein thermisches Optimum erreicht, wie viel Druck dafür notwendig ist und ob der zusätzliche thermische Gewinn überhaupt noch in einem vernünftigen Verhältnis zur mechanischen Belastung steht. Ein Marketingwert von 15 oder 20 W/mK erzählt darüber praktisch nichts. Erst die Kombination aus λeff, Rth, BLT und Kompressionsverhalten zeigt, wie das Pad sich in einer realen Montage tatsächlich verhält. Und genau deshalb kann ein nominell unspektakuläres Pad am Ende sinnvoller sein als ein Produkt mit einer sehr großen Zahl auf der Verpackung.