A számítógépekben sok alkatrész sok hőt termelhet, és hűtést igényel. A CPU és a GPU az elsődleges két hőforrás. Általában mindkettőnek aktív hűtésre van szüksége, még jó légáramlás esetén is. A RAM, az SSD-k, a VRAM, a VRM-ek és a lapkakészlet megfelelő mennyiségű hőt termelnek. Ezek gyakran megúszhatják a passzív hűtést egy jó légáramlású tokban, amennyiben megfelelő méretű hűtőbordával rendelkeznek.
Mindezen hőforrások hűtése úgy történik, hogy a hőt egy aktív vagy passzív hűtőbordára adják át, majd a hűtőbordával a hőt a levegőbe továbbítják, ami aztán kikerül a házból. A folyamat meglehetősen alapvető fizika. A hatékony hőátadáshoz azonban jó érintkezés szükséges. A hűtőborda jó levegőkontaktusra hozása inkább egyszerű, mint triviális. A levegő tiszta gázként alkalmazkodik a hűtőborda alakjához. Az egyetlen szempont a hűtőborda felületének maximalizálása.
A tényleges hőtermelő rész és a hűtőborda közötti jó érintkezés azonban bonyolultabb. Általánosságban elmondható, hogy mindkét alkatrész fém, és még ha mindkettőt laposan megmunkálják és szorosan összetartják, az eredmény nem tökéletes. Az ellaposodási folyamat mikroszkopikus barázdákat hagyhat maga után, így némi levegő juthat be, ami ténylegesen szigeteli a hőátadást. Ezenkívül bizonyos esetekben a rögzítő erő hatására az egyik vagy mindkét rész ismét kissé meghajol, ami rossz érintkezéshez és rossz hőátadáshoz vezethet.
E problémák minimalizálása érdekében általában termikus keveréket használnak. Ezek általában négy formátumban jelennek meg, különböző felhasználási esetekkel, előnyökkel és hátrányokkal. Általában a végfelhasználóknak csak egy típusú hőkeverékkel, a hőpasztával kell foglalkozniuk, így a kettő általában egyet jelent.
Termikus paszta
A hőpaszta a leggyakrabban gondolt termikus keverék. Termikus zsírnak és TIM-nek is nevezhetjük, a Thermal Interface Material rövidítése. A pontos keverékek eltérőek, de általában egy polimer paszta apró fémrészecskékkel. A cél az, hogy egy kis mennyiséget a hűtendő felületre helyezzenek.
Ezután a hűtőt laposan a tetejére helyezik, így természetesen egyenletesen eloszlatja a hőpasztát, és kitölti az esetleges kis hézagokat. Egy szabványos méretű CPU-nál általában egy borsó nagyságú hőpaszta paszta is elegendő a teljes lefedettség biztosításához.
A hőpaszta általában egy kis fecskendőben kerül forgalomba, így könnyű felvinni egy kis mennyiséget a kívánt területre. Vannak azonban olyan tasakok, amelyeket nehezebb felvinni, és általában meglehetősen rendetlenek. A hővezető képességet W/mK-ban vagy Watt per méter Kelvin mértékegységben mérik. A magasabb számok jobbak, mivel több hőt lehet átadni. A hőpaszták általában 8 W/mK körüli teljesítményt kínálnak.
A kritikusan hőálló paszták – szinte mindig – nem vezetnek elektromosan, vagyis nem számít, ha egy kis mennyiség kinyomódik. Rövidzárlatot nem okozhat. A hőpasztát általában a CPU-k és hűtőik, valamint a GPU-k és hűtőik között használják. A hőpaszta általában idővel kiszárad, és körülbelül két év után gyakran romlik a teljesítménye. Ekkor le kell tisztítani, és újra fel kell kenni. A termikus paszta általában nem rendelkezik ragasztóképességgel.
Hőpárnák
A hőpárnák alapvetően apró vékony szivacsok, amelyek jól vezetik a hőt. Általában nem vezetnek olyan jól hőt, mint a hőpaszta, részben azért, mert vastagabbak, mint a paszta. Ezeket a hőpárnákat könnyű felhelyezni, mert jól láthatja, hogy pontosan milyen fedést kap. A betét enyhén tapadós, ami megnehezíti az eltávolítást, különösen akkor, ha a párna széttörik.
A hőpárnák egy réteg védelmet nyújtanak a nyomásérzékeny alkatrészek számára. A szerelési nyomás néha az alkatrészek megrepedését okozhatja, különösen, ha nem minden alkatrész van tökéletesen vízszintesen. A hőpárna kis szivacsja lehetővé teszi, hogy elnyeli ezt a nyomást, és segít az alkatrészek kiegyenlítésében. A hőpárnákat általában nem használják a CPU-k vagy GPU-k hűtésére.
Azonban gyakran szerepelnek VRAM-on, VRM-en, RAM-on és SSD-n. Ezek az eszközök általában nem adnak ki annyi hőt. Tehát a pasztához képest csökkent hővezető képesség nem probléma. A költségmegtakarítást azonban nagyra értékeljük.
Forrasztó TIM
A CPU-nak valójában két rétege van a hűtőbordából. A CPU szerszámot integrált hőelosztó vagy IHS fedi. Az IHS-t ezután a hűtőborda hűti le, közöttük egy szabványos hőpaszta réteggel. Annak biztosítására, hogy az IHS jó érintkezésben legyen a CPU szerszámmal, egy másik réteg hőkeveréket használnak az optimális hővezetőképesség érdekében. Bizonyos esetekben szabványos hőpasztát használnak. A felület azonban kicsi, ami megnehezíti a hőátadást.
A modern processzorokban a forrasztás hőt ad át a CPU szerszám és az IHS között. Ezt általában miniatűr lapként alkalmazzák, amely az IHS alkalmazása során összenyomódik, hogy jó kapcsolatot hozzon létre. Fémként a forrasz hővezető képessége jóval magasabb, körülbelül 50 W/mK. Elektromosan is vezetőképes, ezért ügyelni kell a közeli alkatrészek szigetelésére.
Folyékony fém
Egyes rajongók és extrém túlhajtások folyékony fém termikus keveréket választanak. Ezek galliumon, szobahőmérsékleten fémfolyadékon alapulnak. Általában azonban más fémekkel ötvözik. Ez azt jelenti, hogy a szokásos hőpasztához hasonlóan alkalmazható.
Kiváló hővezető képességgel rendelkezik, 60 W/mK nagyságrendű. Használata több fokos hőmérséklet-esést tapasztalhat, mivel a hő hatékonyabban távozik. Bármennyire is jól hangzik, számos nehézség adódik.
Folyékony fémek használatakor nagy körültekintéssel kell eljárni. Először is, a galliumot nem szabad közvetlenül kezelni. A folyékony fém sokkal kevésbé sűrű, mint a termikus paszta, ezért sokkal kevesebbet kell használni. Elektromosan vezető, ezért rövidzárlatot okozhat, ha az alkatrészekre ömlik.
A gallium az alumíniumra is látványosan korrozív, ami nem kompatibilis az alumínium alapú hűtőbordákkal. A folyékony fémeket nehéz letisztítani, ha újra fel szeretné használni őket. Folyékony fémtermikus vegyületeket csak akkor szabad használni, ha Ön nagyon tapasztalt, és nem ismeri a velük járó kockázatokat.
Következtetés
A termikus vegyület a termikus határfelület anyagának bármilyen formájára vonatkozik. Ezeket az anyagokat úgy tervezték, hogy jó fizikai érintkezést és magas hővezető képességet biztosítsanak, hogy biztosítsák a hő hatékony elvezetését. A legtöbb esetben a termikus keverék termikus pasztát jelent, mivel jellemzően ez az egyetlen forma, amellyel a végfelhasználók foglalkoznak.
Más típusok is rendelkezésre állnak, eltérő előnyökkel és hátrányokkal. A teljesítményt a hővezető képességben mérik a W/mK mértékegységekkel. A magasabb értékek jobbak, de más tényezőket is figyelembe kell venni, mint például a könnyű használat és az elektromos vezetőképesség.