Какво е термично съединение?

В компютрите много части могат да отделят много топлина и се нуждаят от охлаждане. Централният процесор и графичният процесор са основните два източника на топлина. Като цяло и двете се нуждаят от активно охлаждане, дори в кутия с добър въздушен поток. RAM, SSD, VRAM, VRM и чипсетът произвеждат доста топлина. Често те могат да се разминат с пасивно охлаждане в кутия с добър въздушен поток, стига да имат радиатор с разумни размери.

Всички тези източници на топлина се охлаждат чрез прехвърляне на топлина към активен или пасивен радиатор и след това радиаторът пренася топлината към въздуха, който след това се отстранява от корпуса. Процесът е доста фундаментална физика. Въпреки това, той изисква добър контакт за ефективно пренасяне на топлината. Привеждането на радиатора в добър въздушен контакт е по-лесно, отколкото тривиално. Като газ, въздухът се приспособява към формата на радиатора. Единственото съображение е увеличаването на повърхността на радиатора.

Постигането на добър контакт между действителната топлоотделяща част и радиатора обаче е по-сложно. Като цяло и двете части са метални и дори и двете да са обработени плоски и да се държат здраво една към друга, резултатът не е идеален. Процесът на сплескване може да остави микроскопични бразди, позволявайки навлизането на малко въздух, което всъщност изолира преноса на топлина. Освен това в някои случаи силата на монтиране може да накара едната или и двете части да се изкривят отново леко, което води до лош контакт и лош пренос на топлина.

За да се сведат до минимум тези проблеми, обикновено се използва термична смес. Те обикновено се предлагат в четири формата с различни случаи на употреба, предимства и недостатъци. Обикновено крайните потребители трябва да се справят само с един вид термична смес, термична паста, така че двете обикновено са синоними.

Термична паста

Термичната паста е най-често смятаният тип термична смес. Може също да се нарича термопаста и TIM, съкратено от Thermal Interface Material. Точните смеси варират, но обикновено това е полимерна паста с малки метални частици. Целта е да се постави малко количество върху повърхността, която трябва да се охлади.

След това охладителят се поставя плоско отгоре, естествено разпределяйки термопастата равномерно и запълвайки всички празнини, независимо колко малки са. За процесор със стандартен размер обикновено петно ​​термична паста с размерите на грахово зърно е достатъчно, за да осигури пълно покритие.

Термичната паста обикновено се предлага в малка спринцовка, което улеснява нанасянето на малко количество върху желаната зона. Някои обаче идват в сашета, които могат да бъдат по-трудни за нанасяне и като цяло са доста разхвърляни. Топлинната проводимост се измерва във W/mK или ватове на метър по Келвин. По-високите числа са по-добри, тъй като може да се прехвърли повече топлина. Термичните пасти обикновено предлагат около 8 W/mK.

Критично термичните пасти – почти винаги – не са електропроводими, което означава, че няма значение, ако се изцеди малко количество. Не може да причини късо. Термичната паста обикновено се използва между процесорите и техните охладители и графичните процесори и техните охладители. Термичната паста обикновено изсъхва с течение на времето и често показва влошена производителност след около две години. В този момент трябва да се почисти и да се приложи отново. Обикновено термопастата няма никакви залепващи способности.

Термични подложки

Термоподложките са основно малки тънки гъби, които провеждат топлината добре. Те обикновено не са толкова добри, колкото топлопроводимостта като термичната паста, отчасти защото са по-дебели, отколкото пастата в крайна сметка е. Тези термо подложки са лесни за нанасяне, защото можете ясно да видите точно какво покритие ще получите. Подложката обикновено е леко залепваща, което затруднява отстраняването, особено ако подложката се счупи.

Термичните подложки предлагат слой защита за чувствителни на натиск компоненти. Монтажното налягане понякога може да причини напукване на компонентите, особено ако не всички компоненти са идеално нивелирани. Малката гъба на термоподложката му позволява да абсорбира това налягане и помага за изравняване на компонентите. Термичните подложки обикновено не се използват за охлаждане на процесори или графични процесори.

Въпреки това, те често присъстват на VRAM, VRM, RAM и SSD. Тези устройства обикновено не отделят толкова много топлина. Така че намалената топлопроводимост в сравнение с пастата не е проблем. Икономиите на разходи обаче се оценяват.

Спойка TIM

Процесорът всъщност има два слоя радиатор. Матрицата на процесора е покрита от интегриран разпределител на топлина или IHS. След това IHS се охлажда от радиатора със стандартен слой термична паста между тях. За да се гарантира, че IHS има добър контакт с матрицата на процесора, се използва друг слой термично съединение за оптимална топлопроводимост. В някои сценарии се използва стандартна термична паста. Повърхността обаче е малка, което прави преноса на топлина по-труден.

В съвременните процесори спойката пренася топлината между матрицата на процесора и IHS. Това обикновено се прилага като миниатюрен лист, който се притиска по време на прилагането на IHS, за да образува добра връзка. Като метал топлопроводимостта на припоя е много по-висока, около 50 W/mK. Освен това е електропроводим, така че трябва да се внимава да се изолират близките компоненти.

Течен метал

Някои ентусиасти и екстремни овърклокъри избират да използват термична смес от течен метал. Те са базирани на галий, метална течност при стайна температура. Въпреки това, обикновено се легира с други метали. Това означава, че може да се прилага подобно на стандартната термопаста.

Предлага отлична топлопроводимост от порядъка на 60W/mK. Използвайки го, можете да видите няколко градуса спад на температурата, тъй като топлината се пренася по-ефективно. Колкото и да звучи страхотно, има няколко трудности.

Трябва да се внимава много, когато се използват течни метали. Първо, галият не трябва да се борави директно. Течният метал е много по-малко плътен от термопастата, така че трябва да се използва много по-малко. Той е електропроводим, така че може да причини късо съединение, ако се разлее върху компоненти.

Галият също е изключително разяждащ за алуминия, което е несъвместимо с радиаторите на базата на алуминий. Течните метали са трудни за почистване, ако искате да ги нанесете отново. Течни метални термични съединения не трябва да се използват, освен ако нямате много опит и знаете всички рискове, които идват с тях.

Заключение

Термично съединение се отнася до всяка форма на термичен интерфейсен материал. Тези материали са проектирани да осигурят добър физически контакт и висока топлопроводимост, за да се гарантира, че топлината може да бъде ефективно пренесена. В повечето случаи термичната смес ще означава термична паста, тъй като това обикновено е единствената форма, с която крайните потребители имат работа.

Налични са и други видове с различни предимства и недостатъци. Производителността се измерва в топлопроводимост с единици W/mK. По-високите стойности са по-добри, но трябва да се имат предвид и други фактори като лекота на използване и електрическа проводимост.