Шта је термални спој?

У рачунарима, многи делови могу произвести много топлоте и потребно им је хлађење. ЦПУ и ГПУ су два примарна извора топлоте. Обично им је потребно активно хлађење, чак иу случају са добрим протоком ваздуха. РАМ, ССД, ВРАМ, ВРМ и чипсет производе приличну количину топлоте. Они се често могу извући са пасивним хлађењем у кућишту са добрим протоком ваздуха све док имају хладњак разумне величине.

Сви ови извори топлоте се хладе преносом топлоте на активни или пасивни хладњак, а затим расхладни елемент преноси топлоту на ваздух, који се затим уклања из кућишта. Процес је прилично фундаментална физика. Међутим, за ефикасан пренос топлоте потребан је добар контакт. Довођење хладњака да би имао добар контакт са ваздухом је једноставније него тривијално. Као гас, ваздух је у складу са обликом хладњака. Једино што треба узети у обзир је максимизирање површине хладњака.

Међутим, постизање доброг контакта између стварног дела који производи топлоту и хладњака је компликованије. Генерално, оба дела су метална, па чак и ако су оба обрађена равно и чврсто држе заједно, резултат није савршен. Процес спљоштења може оставити микроскопске жлебове, пуштајући да уђе мало ваздуха који заправо изолује пренос топлоте. Такође, у неким случајевима, сила монтаже може проузроковати да се један или оба дела поново лагано савијају, што доводи до лошег контакта и лошег преноса топлоте.

Да би се ови проблеми свели на минимум, обично се користи термална смеша. Они обично долазе у четири формата са различитим случајевима употребе, предностима и недостацима. Генерално, крајњи корисници треба да раде само са једном врстом термичке масе, термалном пастом, тако да су ова два обично синоними.

Термална паста

Термална паста је најчешћи тип термичког једињења. Такође се може назвати термичком машћу и ТИМ, скраћено за Тхермал Интерфаце Материал. Тачне мешавине варирају, али углавном је то полимерна паста са ситним металним честицама. Намера је да се мала количина стави на површину која се хлади.

Хладњак се затим поставља равно на врх, природно равномерно расипајући термалну пасту и попуњавајући све празнине, без обзира колико мале. За ЦПУ стандардне величине, обично је мрвица термалне пасте величине зрна грашка довољна да обезбеди пуну покривеност.

Термална паста обично долази у малом шприцу, што олакшава наношење мале количине на подручје које желите. Неки, међутим, долазе у кесицама које могу бити теже за наношење и генерално су прилично неуредне. Топлотна проводљивост се мери у В/мК, или ватима по метру Келвина. Већи бројеви су бољи јер се више топлоте може пренети. Термалне пасте обично нуде око 8В/мК.

Критичне термалне пасте – скоро увек – нису електрично проводљиве, што значи да није важно да ли се мала количина истисне. Не може изазвати кратак. Термална паста се обично користи између ЦПУ-а и њихових хладњака и ГПУ-а и њихових хладњака. Термална паста се генерално суши током времена и често ће показати слабији учинак након отприлике две године. У овом тренутку, треба га очистити и поново применити. Типично, термална паста нема никакве способности лепка.

Термални јастучићи

Термални јастучићи су у основи сићушни танки сунђери који добро проводе топлоту. Они генерално нису тако добри као термална паста, делимично зато што су гушћи него што је паста на крају. Ове термалне јастучиће је лако нанети јер можете јасно видети какву ћете покривеност добити. Јастучић има тенденцију да буде мало лепљив, што отежава уклањање, посебно ако се јастучић распадне.

Термални јастучићи нуде слој заштите за компоненте осетљиве на притисак. Притисак монтаже понекад може узроковати пуцање компоненти, посебно ако нису све компоненте савршено равне. Мали сунђер термалног јастучића омогућава му да апсорбује тај притисак и помаже да се компоненте изравнају. Термални јастучићи се обично не користе за хлађење ЦПУ-а или ГПУ-а.

Међутим, они се често налазе на ВРАМ-у, ВРМ-овима, РАМ-у и ССД-овима. Ови уређаји углавном не дају толико топлоте. Дакле, смањена топлотна проводљивост у поређењу са пастом није проблем. Уштеде су, међутим, цењене.

Солдер ТИМ

ЦПУ заправо има два слоја хладњака. ЦПУ матрица је покривена интегрисаним распршивачем топлоте или ИХС. ИХС се затим хлади хладњаком са стандардним слојем термалне пасте између њих. Да би се осигурало да ИХС има добар контакт са ЦПУ матрицом, користи се још један слој термичке масе за оптималну топлотну проводљивост. У неким сценаријима се користи стандардна термална паста. Међутим, површина је мала, што отежава пренос топлоте.

У модерним процесорима, лем преноси топлоту између ЦПУ матрице и ИХС-а. Ово се обично примењује као минијатурни лист који се стисне током примене ИХС-а да би се формирала добра веза. Као метал, топлотна проводљивост лема је много већа, око 50В/мК. Такође је електрично проводљив, тако да се мора водити рачуна о изолацији оближњих компоненти.

Течни метал

Неки ентузијасти и екстремни оверклокери одлучују да користе термичку мешавину течног метала. Они су засновани на галијуму, металној течности на собној температури. Међутим, углавном је легиран са другим металима. То значи да се може наносити на сличан начин као и стандардна термална паста.

Нуди одличну топлотну проводљивост, реда величине 60В/мК. Коришћењем можете видети више степени пада температуре јер се топлота ефикасније преноси. Колико год то звучало сјајно, постоји неколико потешкоћа.

Мора се обратити велика пажња када се користе течни метали. Пре свега, галијумом не треба директно руковати. Течни метал је много мање густ од термалне пасте, тако да је потребно много мање да се користи. Електрично је проводљив, тако да може изазвати кратке спојеве ако се излије на компоненте.

Галијум је такође спектакуларно корозиван за алуминијум, што није компатибилно са хладњацима на бази алуминијума. Течне метале је тешко очистити ако желите да их поново примените. Термална једињења течних метала не би требало да се користе осим ако сте веома искусни и знате све ризике који са њима долазе.

Закључак

Термичка мешавина се односи на било који облик термичког материјала интерфејса. Ови материјали су дизајнирани да обезбеде добар физички контакт и високу топлотну проводљивост како би се осигурало да се топлота може ефикасно пренети. У већини случајева, термална маса ће значити термалну пасту, јер је то типично једини облик са којим се крајњи корисници баве.

Доступне су, међутим, друге врсте, са различитим предностима и недостацима. Перформансе се мере у топлотној проводљивости са јединицама В/мК. Веће вредности су боље, али треба узети у обзир и друге факторе као што су једноставност употребе и електрична проводљивост.