Què és el compost tèrmic?

En els ordinadors, moltes peces poden produir molta calor i necessiten refrigeració. La CPU i la GPU són les dues fonts principals de calor. En general, tots dos necessiten refrigeració activa, fins i tot en un cas amb un bon flux d'aire. RAM, SSD, VRAM, VRM i el chipset produeixen una bona quantitat de calor. Sovint, aquests poden sortir amb la refrigeració passiva en un estoig amb un bon flux d'aire sempre que tinguin un dissipador de calor de mida raonable.

Totes aquestes fonts de calor es refreden transferint la calor a un dissipador de calor actiu o passiu i després fent que el dissipador de calor transfereixi la calor a l'aire, que després s'elimina de la caixa. El procés és una física força fonamental. Tanmateix, requereix un bon contacte per transferir la calor de manera eficient. Portar el dissipador de calor per tenir un bon contacte amb l'aire és més senzill que trivial. Com a gas, l'aire net s'ajusta a la forma del dissipador de calor. L'única consideració és maximitzar la superfície del dissipador de calor.

Tanmateix, aconseguir un bon contacte entre la part que produeix calor real i el dissipador de calor és més complicat. En general, les dues parts són metàl·liques i, fins i tot si totes dues estan mecanitzades planes i subjectades fortament, el resultat no és perfecte. El procés d'aplanament pot deixar solcs microscòpics, deixant entrar una mica d'aire que realment aïlla la transferència de calor. A més, en alguns casos, la força de muntatge pot fer que una o ambdues parts tornin a inclinar-se lleugerament, provocant un mal contacte i una mala transferència de calor.

Per minimitzar aquests problemes, generalment s'utilitza un compost tèrmic. Normalment vénen en quatre formats amb diferents casos d'ús, avantatges i desavantatges. En general, els usuaris finals només han de tractar amb un tipus de compost tèrmic, la pasta tèrmica, de manera que els dos solen ser sinònims.

Pasta tèrmica

La pasta tèrmica és el tipus de compost tèrmic més habitual. També es pot anomenar greix tèrmic i TIM, abreviatura de Thermal Interface Material. Les mescles exactes varien, però generalment és una pasta de polímer amb petites partícules metàl·liques. La intenció és que es col·loqui una petita quantitat a la superfície a refredar.

A continuació, es col·loca el refrigerador pla a la part superior, estenent naturalment la pasta tèrmica de manera uniforme i omplint els buits, per petits que siguin. Per a una CPU de mida estàndard, normalment, una gota de pasta tèrmica de la mida d'un pèsol és suficient per proporcionar una cobertura total.

La pasta tèrmica generalment es presenta en una xeringa petita, de manera que és fàcil aplicar una petita quantitat a la zona que desitgeu. Alguns, però, vénen en sobres que poden ser més difícils d'aplicar i, en general, són força desordenats. La conductivitat tèrmica es mesura en W/mK, o Watts per metre Kelvin. Els nombres més alts són millors ja que es pot transferir més calor. Les pastes tèrmiques solen oferir al voltant de 8 W/mK.

Les pastes tèrmiques crítiques són, gairebé sempre, no conductores de l'electricitat, és a dir, no importa si una petita quantitat s'extreu. No pot provocar un curt. La pasta tèrmica s'utilitza normalment entre les CPU i els seus refrigeradors i les GPU i els seus refrigeradors. La pasta tèrmica generalment s'asseca amb el temps i sovint mostra un rendiment degradat després d'uns dos anys. En aquest punt, s'ha de netejar i tornar a aplicar. Normalment, la pasta tèrmica no té cap capacitat adhesiva.

Coixinets tèrmics

Els coixinets tèrmics són bàsicament unes esponges fines que condueixen bé la calor. En general, no són tan bons com conduir la calor com la pasta tèrmica, en part perquè són més gruixuts del que acaba sent la pasta. Aquests coixinets tèrmics són fàcils d'aplicar perquè podeu veure clarament quina cobertura obtindreu. El coixinet tendeix a ser lleugerament adhesiu, cosa que dificulta l'eliminació, sobretot si el coixinet es trenca.

Els coixinets tèrmics ofereixen una capa de protecció per als components sensibles a la pressió. La pressió de muntatge de vegades pot provocar que els components s'esquerdin, sobretot si no tots els components estan perfectament anivellats. La petita esponja d'un coixinet tèrmic li permet absorbir aquesta pressió i ajuda a anivellar els components. Normalment, els coixinets tèrmics no s'utilitzen per refredar CPU o GPU.

Tanmateix, sovint apareixen a VRAM, VRM, RAM i SSD. Aquests dispositius generalment no emeten tanta calor. Per tant, la conductivitat tèrmica reduïda en comparació amb la pasta no és un problema. No obstant això, s'aprecia l'estalvi de costos.

Soldar TIM

En realitat, una CPU té dues capes del dissipador de calor. La matriu de la CPU està coberta per un dispersor de calor integrat o IHS. L'IHS es refreda després pel dissipador de calor amb una capa de pasta tèrmica estàndard entre ells. Per garantir que l'IHS tingui un bon contacte amb la matriu de la CPU, s'utilitza una altra capa de compost tèrmic per a una conductivitat tèrmica òptima. En alguns escenaris, s'utilitza pasta tèrmica estàndard. Tanmateix, la superfície és petita, cosa que fa que la transferència de calor sigui més difícil.

En els processadors moderns, la soldadura transfereix calor entre la matriu de la CPU i l'IHS. Normalment s'aplica com un full en miniatura que s'aprima durant l'aplicació de l'IHS per formar una bona connexió. Com a metall, la conductivitat tèrmica de la soldadura és molt més alta, al voltant de 50 W/mK. També és conductor de l'electricitat, per la qual cosa cal tenir cura d'aïllar els components propers.

Metall líquid

Alguns entusiastes i overclockers extrems opten per utilitzar un compost tèrmic de metall líquid. Es basen en el gal·li, un líquid metàl·lic a temperatura ambient. No obstant això, generalment està aliat amb altres metalls. Això significa que es pot aplicar de manera similar a la pasta tèrmica estàndard.

Ofereix una excel·lent conductivitat tèrmica, de l'ordre de 60 W/mK. El seu ús pot veure diversos graus de caiguda de temperatura a mesura que la calor es transfereix de manera més eficient. Per molt que sembli genial, hi ha diverses dificultats.

Cal tenir molta cura en utilitzar metalls líquids. En primer lloc, el gal·li no s'ha de tractar directament. El metall líquid és molt menys dens que la pasta tèrmica, per la qual cosa s'ha d'utilitzar molt menys. És elèctricament conductor, de manera que pot provocar curtcircuits si s'aboca als components.

El gal·li també és espectacularment corrosiu per a l'alumini, que és incompatible amb els dissipadors de calor basats en alumini. Els metalls líquids són difícils de netejar si els voleu tornar a aplicar. Els compostos tèrmics de metall líquid no s'han d'utilitzar tret que tingueu molta experiència i conegueu tots els riscos que els comporten.

Conclusió

El compost tèrmic es refereix a qualsevol forma de material d'interfície tèrmica. Aquests materials estan dissenyats per proporcionar un bon contacte físic i una alta conductivitat tèrmica per garantir que la calor es pugui transferir de manera eficient. En la majoria dels casos, el compost tèrmic significarà pasta tèrmica, ja que aquesta és normalment l'única forma amb què tracten els usuaris finals.

Hi ha altres tipus disponibles, però, amb diferents avantatges i desavantatges. El rendiment es mesura en conductivitat tèrmica amb les unitats W/mK. Els valors més alts són millors, però també s'han de tenir en compte altres factors com la facilitat d'ús i la conductivitat elèctrica.