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Avoid mistakes: How to use pads like the Honeywell PTM7950 or other phase change pads correctly! | Instructions and practice

In recent years, phase-changing thermal interface materials such as Honeywell’s PTM 7950 have increasingly established themselves as a high-performance alternative to classic thermal pastes – especially where permanent, stable thermal coupling under high mechanical loads is required. Despite their basic user-friendliness, however, the application of such materials harbors numerous pitfalls that are often not or only insufficiently taken into account in common online instructions.

This article looks in detail at the correct preparation and application of PTM 7950, paying particular attention to practical aspects that have received little attention in the public debate to date. In addition to the correct cutting of the pad, the thermally induced adhesion and the selection of the optimum contact surface, specific recommendations for handling and preparation are given, which are based on technical principles and help to avoid typical application errors. The aim is to create reliable and comprehensible instructions that not only deepen understanding of how the material works, but also enable reliable implementation in practical use.

Adhesion – interesting facts about the “adhesive properties” of these pads

Honeywell’s PTM 7950 has pronounced adhesive properties that can be both advantageous and potentially problematic in several respects, depending on the application situation and handling. This adhesive effect is not a product of chance, but a deliberate material property resulting from the specific composition and phase characteristics of the PTM. In its solid state, i.e. at room temperature or in its unused delivery state, the pad already exhibits a certain adhesive effect, which is particularly noticeable when it comes into contact with rougher surfaces such as the base plate of a radiator. This adhesion is primarily based on van der Waals forces and mechanical interlocking in micro-wells, as the material has a slightly waxy surface. However, the adhesion is still rather weak in this state and mainly serves to temporarily fix the pad to a surface before mounting, without the need for additional adhesives.

Only when heated, at temperatures from around 50 °C, does the adhesion characteristic change significantly. The material changes into a low-viscosity phase and begins to fit into the smallest unevenness of the contact surfaces. During this phase change, the effective contact area increases considerably and a quasi-cohesive bond is formed between the chip, pad and cooler. This bond is not reversible in the sense of a classic adhesive, but is strong enough to offer mechanical resistance to detachment or displacement after cooling.

This adhesive effect has several advantages: firstly, it improves the mechanical coupling of the contact surfaces, which benefits thermal coupling. Secondly, it minimizes the risk of the material slipping during vibrations or transport movements, which is a particularly relevant aspect for mobile or vertically mounted systems. It also ensures that the material is not displaced sideways under contact pressure, but is distributed along the heat sink in a targeted manner.

At the same time, however, there are certain challenges: After the complete thermal cycle, the PTM 7950 adheres so strongly to both contact partners that it can only be removed with considerable effort. The pad usually tears open or remains on the surface in thin layers. Particularly on porous or finely structured surfaces such as untreated copper or exposed silicon, removal without leaving any residue can only be achieved by mechanical processing with a suitable plastic or wooden tool, ideally supported by cleaning agents containing isopropanol.

It is therefore not intended to use the pad more than once. Even if the optical integrity still appears to be intact, the original microstructure is usually altered after a heat cycle and the adhesion capacity decreases uncontrollably when the pad is reapplied. The edges may be hardened or unevenly distributed, resulting in hotspots or incomplete coverage.

It can therefore be said in advance that the adhesive properties of PTM 7950 and similar products are an integral part of its working principle. They contribute to efficiency and mechanical stability, but require a correct one-off application and rule out reuse in serious applications. In internet forums, this point is often neglected or it is even recommended to use the pad several times – advice that is not in line with the physical properties of the material. And there are also other urban legends that should be cleared up, because even if they are correct in essence, the execution is almost always wrong. But more on that in a moment.

The fact is: once applied correctly, the pads provide real added value that a normal paste can hardly match. You have to decide for yourself whether it’s worth all the effort. However, well over 6 W/mK is an announcement.

 

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Case39

Urgestein

2,730 Kommentare 1,086 Likes

Super Artikel und sehr hilfreich👍

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e
eastcoast_pete

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3,083 Kommentare 2,046 Likes

Stimme zu! Sehr hilfreich, auch wenn eine Laptop CPU, APU oder dGPU verarztet werden soll. Da mache ich mir lieber auch die extra Arbeit und den Aufwand, wenn's danach gut ist und bleibt ("set it and forget it").

Eine Anmerkung zu den "Nachahmungen": wenn die Verpackung, die (falschen) Angaben zur Dicke und selbst die Farbe so gemacht ist, daß alles dem der originalen Honeywell PTM 7950 zum Verwechseln ähnlich ist, ist es IMHO keine Nachahmung mehr, sondern glatte Fälschung. Gegen eine gelungene und performante Nachahmung, die dem Original in allem sehr nahe kommt und ehrlich beschreibt, was es ist, hätte ich nichts dagegen einzuwenden, zumal Honeywell (soweit ich weiß) keine kleinen Mengen an Endabnehmer verkauft bzw verkaufen will.

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b
boelkstoff

Mitglied

25 Kommentare 18 Likes

Sehr hilfreich ja aber so richtig verstanden hab ichs nicht wie ich vor dem kauf ein echtes von einem unechten Pad unterscheiden kann... Mein Fazit. Ich kanns nicht und werd wohl bei Paste bleiben. Schade eigentlich.

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Igor Wallossek

1

13,159 Kommentare 26,153 Likes

Du kannst de facto jedes Pad nehmen, steht unter Relativierung eindeutig drin :D

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b
boelkstoff

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25 Kommentare 18 Likes

Ja danke das hab ich gesehen aber der innere Monk will das nicht ;)
Paranoia und so :D

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Wie jetzt?

Veteran

101 Kommentare 86 Likes

Sehr schöner Artikel, quasi ein Komprimat aller bisher zum Thema PTM gesammelten Erfahrungen zusammen mit den letzten Erkenntnissen an einer Stelle zum nachlesen. Der dürfte recht oft gelesen und verlinkt werden.
@Igor Wallossek Gibt es Gründe die gegen das Applizieren aller verwendeter TIM auf dem PCB sprechen?
@boelkstoff Dann sag doch deinem inneren Monk das selbst ein fake-PTM bei korrekter Applikation die normale WLP im Wortsinn alt aussehen lässt.
Ich auch, deshalb meine Frage. Bisher habe ich TIM immer auf dem PCB aufgetragen.

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A
Axol-13

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42 Kommentare 6 Likes

Oh man auf dem Kühler montieren. In der korrekten Positionierung, da sehe ich das größte Problem. Ich sehe mich da schon mit Papier und Bleistift da sitzen und die Haltepunkte und die GPU abzupauschen um dann eine Schablone für den Kühler zu haben.

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P
Pokerclock

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978 Kommentare 959 Likes

Den Tipp mit dem Skalpell nehme ich doch gerne mit. Bei mir kam bislang die (scharfe) Schere zu Einsatz. Ich gehöre zu den treuen Laird-Anwendern, weil ich nicht so ganz einsehe 10 € für ein Sheet zu bezahlen, wenn es auch 50 Cent in der Großhandelspackungsgröße tun.

Das Laird mag den Kühlschranktipp so überhaupt nicht. Wer sich darauf beschränkt zuerst die Trägerfolie abzuziehen, PTM auftragen und dann die Schutzfolie abziehen, wird in der Anwendung keine Probleme haben.

Die meisten scheitern wohl dann beim Burn-In. Hier kann man einfach nur noch einmal wiederholen, direkt nach Inbetriebnahme Furmark starten und 5 Minuten laufen lassen. Nicht lange herummachen oder sonstige Dinge ausprobieren. Direkt Knallgas und gut.

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Igor Wallossek

1

13,159 Kommentare 26,153 Likes

Ihr macht Euch das Leben so schwer... Größer zuschneiden und fertig. Die Industrie pappt nicht umsonst alles auf die Kühler und legt dann die Platine auf. Da können dann auch keine dicken Pads von Speicher oder VRM abfallen. Auf die GPU kleben ist echt Anfänger-Nonsens, sorry. Nur weil es eine Horde meist komplett unfähiger Influenzer so zeigt, macht man es einfach nicht. ;)

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T
Tom42

Mitglied

78 Kommentare 56 Likes

Guter Artikel Igor.

Nur eine Frage zum Bild mit dem Farbvergleich auf Seite 2: wurde da links mit rechts verwechselt? Oder ist meine Farbwahrnehmung bereits so schlecht (altesbedingt) ;)

Der Absatz 'Auf den Bildmaterialien...'

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A
Axol-13

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42 Kommentare 6 Likes

Bin bis jetzt immer Pasten Nutzer gewesen. Na ja größer zuschneiden heist bei mir 1mm mehr pro Seite. Wenn auch mehr geht, sprich so groß das es keine anderen Teile der Platine berührt ist es wiederum sehr einfach da hat man ja 1cm und mehr als nutzbaren Überhang.

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Igor Wallossek

1

13,159 Kommentare 26,153 Likes

Links ist das etwas bräunlichere OEM rechts das Honeywell. Das stimmt schon. Und das Zeug ist nichtleitend, das passt auch mit 5 mm Rand für Grobmotoriker :D

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My-konos

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281 Kommentare 94 Likes

Bzw einfach aus dem. Grundsatz, dass parts von assemblies von günstig nach teuer montiert werden - wer will schon bei jedem folgenden Prozess im Falle eines fails die ganzen teuren Komponenten entsorgen?

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M
Mr.Inkognito

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64 Kommentare 37 Likes

Dies kann man so nicht stehen lassen.

Das Pad auf den Die zulegen, hat auch Vorteile u.a. kann man das Pads auf die Größe des Dies nach dem Auftragen anpassen sowie man verhindert Tropfenbildung.

Lenovo verwendet seit Jahren PTM.
Bei meinen beiden Lenovo-Notebooks sah es so aus:

View image at the forums

View image at the forums

Der Lenovo-Series-Discord ist voll vom Leuten, welche die Pad ersetzt haben und somit die Temperaturen der dGPU und CPU sich verbesserten.

Aber auch bei anderen Herstellern sieht man gelegentlich solche Bilder.

Das A und O bei der Verwendung von PTM ist das Planaufliegen des Kühlerbodens auf dem Die.
Am Besten verwendet man dafür Putty statt Wärmeleitpad für VRM, Ram, VRam und Co.
Der Kühlerboden sollte an sich einiger Maßen plan sein.
Es sollte nicht soviel PTM über den Rändern des Dies sein.
Und das Burn-In muss richtig vollzogen werden.

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Klicke zum Ausklappem
DMHas

Veteran

106 Kommentare 55 Likes

Schöner Artikel! Ich glaube, die wenigsten hatten die "Fallstricke! für die Benutzung eines PTM auf dem Schirm (Stichwort zu schneiden).

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RazielNoir

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791 Kommentare 384 Likes

Frage: Beim Einsatz auf einem IHS einer CPU ist das größer Zuschneiden eher nicht sinnvoll?

Welche Zuverlässigen Bezugsquellen gäbe es für das Laird oder eines der guten Honeywell-Nachahmer?

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Igor Wallossek

1

13,159 Kommentare 26,153 Likes

Lenovo nutzt kein Pad, das sieht man am kreisförmigen Abdruck, sonden PTM7950SP, also eine PTM-Paste. Die wird aufekleckst und verdrückt sich dann beim Mounting des Kühlers. Das macht Sapphire übrigens genauso. Das kann und darf man nicht vergleichen. :)

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roccale

Veteran

134 Kommentare 73 Likes

<<the picture above shows an OEM pad on the left with a slightly olive green tint (which was sold as original on Aliexpress), while the original PTM 7950 is shown on the right with its typical neutral gray color. >>

Possible confusion between right and left with respect to the picture?

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H
Holle88

Mitglied

11 Kommentare 1 Likes

Danke für den Bericht. Ich hab aktuell zu einem 9800x3d gewechselt und hab dort das Kryosheet von Thermal Grizzly gewechselt (Graphenpad), gekühlt durch Wasser (custom loop).
Jetzt liebäugele ich mit einer 9070xt, da meine 5700xt unter Wasser auch schon langsam in die Jahre kommt. da hab ich mit Nagellack die smd bautreile lackiert und Flüssigmetall aufgetragen.
sollte es zeitnah eine 9070xt mit alphacool custom kühler geben (die taichi zzgl. 200€ kühler ist mir zu teuer), werd ich ein Phasechangepad nehmen.
wäre da auch eher zu thermal grizzly aber wenn hier suggeriert wird honeywell ist das orginal und geprüft, hab ich das jetzt auf jeden Fall im Hinterkopf. Danke!

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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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