Що таке термічна суміш?

У комп’ютерах багато частин можуть виробляти багато тепла та потребують охолодження. ЦП і графічний процесор є двома основними джерелами тепла. Як правило, вони обидва потребують активного охолодження, навіть у корпусі з хорошим потоком повітря. RAM, SSD, VRAM, VRM і чіпсет виділяють достатню кількість тепла. Часто вони можуть обійтися пасивним охолодженням у корпусі з хорошим потоком повітря, якщо вони мають радіатор розумного розміру.

Усі ці джерела тепла охолоджуються шляхом передачі тепла активному або пасивному радіатору, а потім радіатор передає тепло повітрю, яке потім видаляється з корпусу. Процес є досить фундаментальною фізикою. Однак для ефективної передачі тепла потрібен хороший контакт. Налаштувати радіатор для забезпечення хорошого повітряного контакту є більш простим, ніж тривіальним. Як газ, повітря акуратно відповідає формі радіатора. Єдине, що мається на увазі, це збільшення площі поверхні радіатора.

Однак отримати хороший контакт між частиною, що виробляє тепло, і радіатором є більш складним. Як правило, обидві частини є металевими, і навіть якщо вони обидві оброблені пласко та щільно скріплені разом, результат не ідеальний. Процес сплющування може залишати мікроскопічні борозенки, що дозволяє потрапити всередину повітрю, яке фактично ізолює теплопередачу. Крім того, у деяких випадках сила кріплення може призвести до того, що одна або обидві частини знову трохи вигинаються, що призводить до поганого контакту та поганої теплопередачі.

Щоб мінімізувати ці проблеми, зазвичай використовується термокомпаунд. Зазвичай вони мають чотири формати з різними варіантами використання, перевагами та недоліками. Загалом, кінцевим користувачам потрібно мати справу лише з одним типом термічної суміші, термопастою, тому вони зазвичай є синонімами.

Термопаста

Термопаста – найпоширеніший тип термопасти. Її також можна називати термопастою та TIM, скорочення від Thermal Interface Material. Точні суміші відрізняються, але зазвичай це полімерна паста з дрібними металевими частинками. Мета полягає в тому, що невелику кількість поміщають на поверхню, яку потрібно охолодити.

Потім кулер розташовується пласкою поверхнею, природним чином рівномірно розподіляючи термопасту та заповнюючи будь-які проміжки, якими б малими вони не були. Для процесора стандартного розміру, як правило, достатньо шматка термопасти розміром із горошину, щоб забезпечити повне покриття.

Термопаста зазвичай поставляється в маленькому шприці, що дозволяє легко нанести невелику кількість на потрібну ділянку. Деякі, однак, поставляються в пакетиках, які можуть бути складнішими для застосування і, як правило, досить брудні. Теплопровідність вимірюється у Вт/мК, або Ватах на метр Кельвіна. Вищі цифри кращі, оскільки може передаватися більше тепла. Термічні пасти зазвичай пропонують близько 8 Вт/мК.

Вкрай важливо, що термічні пасти – майже завжди – не є електропровідними, тобто не має значення, якщо видавлюється невелика кількість. Це не може спричинити коротке замикання. Термопаста зазвичай використовується між процесорами та їхніми кулерами та графічним процесором та їхніми кулерами. Термопаста зазвичай висихає з часом і часто показує погіршену продуктивність приблизно через два роки. На цьому етапі його слід очистити та повторно нанести. Як правило, термопаста не має клейкої здатності.

Термопрокладки

Термопрокладки — це, по суті, маленькі тонкі губки, які добре проводять тепло. Як правило, вони не так добре проводять тепло, як термопаста, частково тому, що вони густіші, ніж паста. Ці термопрокладки легко застосовувати, оскільки ви чітко бачите, яке саме покриття ви отримаєте. Подушечка, як правило, трохи липка, що ускладнює її видалення, особливо якщо подушечка розпадається.

Термічні прокладки пропонують шар захисту для чутливих до тиску компонентів. Монтажний тиск іноді може призвести до тріщин компонентів, особливо якщо не всі компоненти ідеально рівні. Маленька губка термопрокладки дозволяє їй поглинати цей тиск і допомагає вирівняти компоненти. Термопрокладки зазвичай не використовуються для охолодження процесорів або графічних процесорів.

Однак вони часто присутні на VRAM, VRM, RAM і SSD. Зазвичай ці пристрої виділяють не так багато тепла. Тому знижена теплопровідність порівняно з пастою не є проблемою. Однак економія коштів цінується.

Припій ТІМ

ЦП насправді має два шари радіатора. Кришка центрального процесора покрита інтегрованим розподільником тепла або IHS. Потім IHS охолоджується радіатором зі стандартним шаром термопасти між ними. Для забезпечення хорошого контакту IHS із кристалом ЦП використовується ще один шар термокомпаунду для оптимальної теплопровідності. У деяких випадках використовується стандартна термопаста. Однак площа поверхні мала, що ускладнює передачу тепла.

У сучасних процесорах припій передає тепло між матрицею процесора та IHS. Це зазвичай наноситься у вигляді мініатюрного листа, який стискається під час нанесення IHS для формування хорошого з’єднання. Теплопровідність припою як металу значно вища, приблизно 50 Вт/мК. Він також є електропровідним, тому слід подбати про ізоляцію сусідніх компонентів.

Рідкий метал

Деякі ентузіасти та екстремальні оверклокери вирішують використовувати рідкий металевий термокомпаунд. Вони створені на основі галію, рідкого металу при кімнатній температурі. Однак, як правило, він легований іншими металами. Це означає, що його можна наносити так само, як і стандартну термопасту.

Він забезпечує чудову теплопровідність, близько 60 Вт/мК. Використовуючи його, можна спостерігати падіння температури на кілька градусів, оскільки тепло відводиться ефективніше. Як би чудово це не звучало, є кілька труднощів.

При використанні рідких металів необхідно бути дуже обережним. По-перше, галій не можна безпосередньо обробляти. Рідкий метал набагато менш щільний, ніж термопаста, тому його потрібно використовувати набагато менше. Він є електропровідним, тому може спричинити коротке замикання, якщо потрапить на компоненти.

Галій також надзвичайно корозійно впливає на алюміній, який несумісний з радіаторами на основі алюмінію. Рідкі метали важко очистити, якщо ви хочете нанести їх повторно. Не слід використовувати термічні суміші на основі рідкого металу, якщо ви не маєте досвіду та не знаєте всіх ризиків, пов’язаних з ними.

Висновок

Термокомпаунд відноситься до будь-якої форми термоінтерфейсного матеріалу. Ці матеріали створені для забезпечення хорошого фізичного контакту та високої теплопровідності для ефективного відведення тепла. У більшості випадків термокомпаунд означає термопасту, оскільки зазвичай це єдина форма, з якою мають справу кінцеві користувачі.

Доступні й інші типи з іншими перевагами та недоліками. Продуктивність вимірюється в теплопровідності в одиницях Вт/мК. Вищі значення кращі, але слід також враховувати інші фактори, такі як простота використання та електропровідність.