컴퓨터에서 많은 부품이 많은 열을 발생시키고 냉각이 필요할 수 있습니다. CPU와 GPU는 주요 열원입니다. 공기 흐름이 좋은 경우에도 일반적으로 둘 다 능동 냉각이 필요합니다. RAM, SSD, VRAM, VRM 및 칩셋은 상당한 양의 열을 발생시킵니다. 적절한 크기의 방열판이 있는 한 공기 흐름이 좋은 경우 수동 냉각으로 벗어날 수 있습니다.
이러한 모든 열원은 열을 능동 또는 수동 방열판으로 전달한 다음 방열판이 열을 공기로 전달하도록 하여 냉각되며, 그 다음 케이스에서 제거됩니다. 이 과정은 매우 기본적인 물리학입니다. 그러나 열을 효율적으로 전달하려면 좋은 접촉이 필요합니다. 공기 접촉이 잘 되도록 방열판을 가져오는 것은 사소한 것보다 더 간단합니다. 가스로서 공기정화는 방열판의 모양에 따릅니다. 유일한 고려 사항은 방열판의 표면적을 최대화하는 것입니다.
그러나 실제 발열 부품과 방열판 사이의 접촉을 좋게 하는 것은 더 복잡합니다. 일반적으로 두 부품은 모두 금속이며 둘 다 평평하게 가공되어 단단히 고정되어 있어도 결과가 완벽하지 않습니다. 평평하게 하는 과정은 미세한 홈을 남길 수 있어 실제로 열 전달을 절연하는 약간의 공기가 들어갈 수 있습니다. 또한 경우에 따라 장착력으로 인해 하나 또는 두 부품이 다시 약간 구부러져 접촉 불량 및 열 전달 불량으로 이어질 수 있습니다.
이러한 문제를 최소화하기 위해 일반적으로 열 화합물이 사용됩니다. 일반적으로 사용 사례, 장점 및 단점이 다른 네 가지 형식으로 제공됩니다. 일반적으로 최종 사용자는 한 가지 유형의 써멀 컴파운드, 즉 써멀 페이스트만 처리하면 되므로 둘은 일반적으로 동의어입니다.
써멀 페이스트
열 페이스트는 가장 일반적으로 생각되는 열 화합물 유형입니다. Thermal Interface Material의 약자로 써멀 그리스 및 TIM이라고도 합니다. 정확한 혼합물은 다양하지만 일반적으로 작은 금속 입자가 있는 폴리머 페이스트입니다. 의도는 냉각될 표면에 소량을 배치하는 것입니다.
그런 다음 냉각기를 상단에 평평하게 놓고 열 페이스트를 자연스럽게 고르게 펴고 아무리 작은 간격이라도 채워줍니다. 표준 크기 CPU의 경우 일반적으로 완두콩 크기 정도의 열 페이스트 덩어리면 전체 적용 범위를 제공하기에 충분합니다.
써멀 페이스트는 일반적으로 작은 주사기에 들어 있어 원하는 부위에 소량을 바르기 쉽습니다. 그러나 일부는 적용하기가 더 어렵고 일반적으로 매우 지저분한 주머니에 들어 있습니다. 열전도율은 W/mK 또는 미터 켈빈당 와트로 측정됩니다. 더 많은 열을 전달할 수 있으므로 숫자가 높을수록 좋습니다. 열 페이스트는 일반적으로 약 8W/mK를 제공합니다.
중요한 열 페이스트는 거의 항상 전기 전도성이 아니므로 소량이 짜여져도 문제가 되지 않습니다. 단락을 일으킬 수 없습니다. 써멀 페이스트는 일반적으로 CPU와 쿨러, GPU와 쿨러 사이에 사용됩니다. 써멀 페이스트는 일반적으로 시간이 지남에 따라 건조되며 약 2년 후에 성능이 저하되는 경우가 많습니다. 이 시점에서 청소하고 다시 적용해야 합니다. 일반적으로 열 페이스트에는 접착 기능이 없습니다.
열 패드
열 패드는 기본적으로 열을 잘 전도하는 작고 얇은 스폰지입니다. 그들은 일반적으로 열 페이스트만큼 열 전도가 좋지 않습니다. 부분적으로는 페이스트가 끝나는 것보다 두껍기 때문입니다. 이 열 패드는 적용 범위가 정확히 무엇인지 명확하게 볼 수 있기 때문에 적용하기 쉽습니다. 패드는 약간 접착되는 경향이 있어 특히 패드가 부서지면 제거하기가 어렵습니다.
열 패드는 압력에 민감한 부품을 보호하는 층을 제공합니다. 특히 모든 구성 요소의 수평이 완벽하지 않은 경우 장착 압력으로 인해 구성 요소에 균열이 생길 수 있습니다. 열 패드의 작은 스폰지를 사용하면 그 압력을 흡수하고 구성 요소의 수평을 맞추는 데 도움이 됩니다. 열 패드는 일반적으로 CPU 또는 GPU 냉각에 사용되지 않습니다.
그러나 종종 VRAM, VRM, RAM 및 SSD에서 기능합니다. 이러한 장치는 일반적으로 많은 열을 방출하지 않습니다. 따라서 페이스트에 비해 감소된 열전도율은 문제가 되지 않습니다. 그러나 비용 절감은 높이 평가됩니다.
솔더 TIM
CPU에는 실제로 두 개의 방열판 레이어가 있습니다. CPU 다이는 통합 열 확산기 또는 IHS로 덮여 있습니다. 그런 다음 IHS는 그 사이에 표준 열 페이스트 층이 있는 방열판에 의해 냉각됩니다. IHS가 CPU 다이와 잘 접촉하도록 하기 위해 최적의 열 전도율을 위해 또 다른 열 화합물 층이 사용됩니다. 일부 시나리오에서는 표준 열 페이스트가 사용됩니다. 그러나 표면적이 작기 때문에 열 전달이 더 어렵습니다.
최신 프로세서에서 땜납은 CPU 다이와 IHS 간에 열을 전달합니다. 이것은 일반적으로 좋은 연결을 형성하기 위해 IHS를 적용하는 동안 압착되는 미니어처 시트로 적용됩니다. 금속으로서 솔더의 열전도율은 약 50W/mK로 훨씬 높습니다. 또한 전기 전도성이 있으므로 주변 구성 요소를 절연하는 데 주의를 기울여야 합니다.
액체 금속
일부 매니아와 익스트림 오버클로커는 액체 금속 열 화합물을 사용하기로 선택합니다. 이들은 실온에서 금속 액체인 갈륨을 기반으로 합니다. 그러나 일반적으로 다른 금속과 합금됩니다. 이는 표준 써멀 페이스트와 유사하게 적용할 수 있음을 의미합니다.
60W/mK 정도의 우수한 열전도율을 제공합니다. 그것을 사용하면 열이 더 효율적으로 전달되기 때문에 여러 단계의 온도 강하를 볼 수 있습니다. 그것이 훌륭하게 들리는 만큼 몇 가지 어려움이 있습니다.
액체 금속을 사용할 때는 각별한 주의가 필요합니다. 우선 갈륨을 직접 취급해서는 안 된다. 액체 금속은 열 페이스트보다 밀도가 훨씬 낮기 때문에 사용할 필요가 훨씬 적습니다. 전기 전도성이므로 구성 요소에 누출되면 단락을 일으킬 수 있습니다.
갈륨은 또한 알루미늄을 부식시키기 때문에 알루미늄 기반 방열판과 호환되지 않습니다. 액체 금속은 다시 적용하려는 경우 제거하기가 어렵습니다. 액체 금속 열 화합물은 경험이 풍부하고 그에 따른 모든 위험을 알고 있지 않는 한 사용해서는 안 됩니다.
결론
열 화합물은 모든 형태의 열 인터페이스 재료를 나타냅니다. 이러한 재료는 열이 효율적으로 전달될 수 있도록 우수한 물리적 접촉과 높은 열 전도성을 제공하도록 설계되었습니다. 대부분의 경우 써멀 컴파운드는 일반적으로 최종 사용자가 처리하는 유일한 형태이기 때문에 써멀 페이스트를 의미합니다.
그러나 장점과 단점이 다른 다른 유형도 사용할 수 있습니다. 성능은 W/mK 단위로 열전도율로 측정됩니다. 값이 높을수록 좋지만 사용 용이성 및 전기 전도도와 같은 다른 요소도 고려해야 합니다.