Datoros daudzas daļas var radīt daudz siltuma, un tām ir nepieciešama dzesēšana. CPU un GPU ir divi galvenie siltuma avoti. Viņiem parasti ir nepieciešama aktīva dzesēšana, pat ja ir laba gaisa plūsma. RAM, SSD, VRAM, VRM un mikroshēmojums rada pietiekami daudz siltuma. Bieži vien tiem var izvairīties no pasīvās dzesēšanas korpusā ar labu gaisa plūsmu, ja vien tiem ir saprātīga izmēra siltuma izlietne.
Visi šie siltuma avoti tiek atdzesēti, pārnesot siltumu uz aktīvo vai pasīvo siltuma izlietni un pēc tam liekot siltuma izlietnei nodot siltumu gaisā, kas pēc tam tiek noņemts no korpusa. Process ir diezgan fundamentāla fizika. Tomēr, lai efektīvi nodotu siltumu, ir nepieciešams labs kontakts. Siltuma izlietnes laba gaisa kontakta nodrošināšana ir daudz vienkāršāka nekā niecīga. Kā gāze gaiss atbilst siltuma izlietnes formai. Vienīgais apsvērums ir siltuma izlietnes virsmas laukuma maksimāla palielināšana.
Tomēr ir sarežģītāk panākt labu kontaktu starp faktisko siltumu ražojošo daļu un siltuma izlietni. Parasti abas daļas ir metāla, un pat tad, ja tās abas ir apstrādātas plakaniski un cieši turētas kopā, rezultāts nav ideāls. Izlīdzināšanas process var atstāt mikroskopiskas rievas, ļaujot iekļūt gaisam, kas faktiski izolē siltuma pārnesi. Turklāt dažos gadījumos stiprinājuma spēks var izraisīt vienas vai abas daļas atkal nedaudz noliekties, izraisot sliktu kontaktu un sliktu siltuma pārnesi.
Lai mazinātu šīs problēmas, parasti izmanto termisko savienojumu. Tiem parasti ir četri formāti ar dažādiem lietošanas gadījumiem, priekšrocībām un trūkumiem. Parasti galalietotājiem ir jādarbojas tikai ar viena veida termisko savienojumu, termisko pastu, tāpēc tie parasti ir sinonīmi.
Termiskā pasta
Termiskā pasta ir visizplatītākais termiskā savienojuma veids. To var saukt arī par termisko smērvielu un TIM, kas ir saīsinājums no Thermal Interface Material. Precīzi maisījumi atšķiras, bet parasti tā ir polimēru pasta ar sīkām metāla daļiņām. Nolūks ir uzlikt nelielu daudzumu uz atdzesējamās virsmas.
Pēc tam dzesētājs tiek novietots plakaniski uz augšu, dabiski vienmērīgi izkliedējot termopastu un aizpildot visas spraugas neatkarīgi no tā, cik mazas. Standarta izmēra centrālajam procesoram parasti pietiek ar apmēram zirņa lieluma termopastas, lai nodrošinātu pilnīgu pārklājumu.
Termiskā pasta parasti tiek piegādāta nelielā šļircē, kas ļauj viegli uzklāt nelielu daudzumu vēlamajā vietā. Tomēr daži tiek piegādāti paciņās, kuras var būt grūtāk uzklāt un parasti ir diezgan netīras. Siltumvadītspēju mēra W/mK jeb vatos uz Kelvina metru. Lielāki skaitļi ir labāki, jo var nodot vairāk siltuma. Termiskās pastas parasti piedāvā aptuveni 8W/mK.
Kritiski termiskās pastas gandrīz vienmēr nav elektriski vadošas, tas nozīmē, ka nav svarīgi, vai izspiežas neliels daudzums. Tas nevar izraisīt īssavienojumu. Termisko pastu parasti izmanto starp CPU un to dzesētājiem un GPU un to dzesētājiem. Termiskā pasta parasti laika gaitā izžūst, un pēc aptuveni diviem gadiem bieži būs pasliktināta veiktspēja. Šajā brīdī tas ir jānotīra un jāuzklāj atkārtoti. Parasti termiskajai pastai nav nekādas līmēšanas spējas.
Termiskie spilventiņi
Termiskie spilventiņi būtībā ir sīki plāni sūkļi, kas labi vada siltumu. Parasti tie nav tik labi vadīti kā termopasta, daļēji tāpēc, ka tie ir biezāki nekā pasta. Šos termo spilventiņus ir viegli uzklāt, jo jūs varat skaidri redzēt, kādu pārklājumu jūs iegūsit. Spilvens mēdz būt nedaudz lipīgs, apgrūtinot noņemšanu, īpaši, ja spilventiņš saplīst.
Termiskie spilventiņi piedāvā aizsardzības slāni spiediena jutīgām sastāvdaļām. Montāžas spiediens dažkārt var izraisīt komponentu plaisāšanu, īpaši, ja ne visas sastāvdaļas ir ideāli līdzenas. Termiskā spilventiņa mazais sūklis ļauj tam absorbēt šo spiedienu un palīdz izlīdzināt sastāvdaļas. Termiskos paliktņus parasti neizmanto, lai atdzesētu CPU vai GPU.
Tomēr tie bieži ir pieejami VRAM, VRM, RAM un SSD. Šīs ierīces parasti neizdod tik daudz siltuma. Tāpēc samazināta siltumvadītspēja, salīdzinot ar pastu, nav problēma. Tomēr izmaksu ietaupījumi tiek novērtēti.
Lodēt TIM
CPU faktiski ir divi siltuma izlietnes slāņi. CPU matrica ir pārklāta ar integrētu siltuma izplatītāju vai IHS. Pēc tam IHS dzesē siltuma izlietne ar standarta termopasta slāni starp tām. Lai nodrošinātu, ka IHS ir labs kontakts ar CPU matricu, optimālai siltumvadītspējai tiek izmantots cits termiskā savienojuma slānis. Dažos gadījumos tiek izmantota standarta termopasta. Tomēr virsmas laukums ir mazs, padarot siltuma pārnesi grūtāku.
Mūsdienu procesoros lodēšana pārnes siltumu starp CPU matricu un IHS. To parasti izmanto kā miniatūru loksni, kas tiek saspiesta IHS lietošanas laikā, lai izveidotu labu savienojumu. Kā metālam, lodmetāla siltumvadītspēja ir daudz augstāka, aptuveni 50 W/mK. Tas ir arī elektriski vadošs, tāpēc ir jārūpējas par blakus esošo komponentu izolāciju.
Šķidrais metāls
Daži entuziasti un ekstrēmi overclockers izvēlas izmantot šķidru metālu termisko savienojumu. To pamatā ir gallijs, metāla šķidrums istabas temperatūrā. Tomēr tas parasti ir leģēts ar citiem metāliem. Tas nozīmē, ka to var uzklāt līdzīgi kā standarta termopasta.
Tas piedāvā lielisku siltumvadītspēju, apmēram 60 W/mK. Izmantojot to, var redzēt vairāku grādu temperatūras kritumu, jo siltums tiek efektīvāk nodots. Lai arī cik lieliski tas izklausītos, pastāv vairākas grūtības.
Lietojot šķidros metālus, jābūt ļoti uzmanīgiem. Pirmkārt, ar galliju nevajadzētu rīkoties tieši. Šķidrais metāls ir daudz mazāk blīvs nekā termopasta, tāpēc ir nepieciešams izmantot daudz mazāk. Tas ir elektriski vadošs, tāpēc tas var izraisīt īssavienojumus, ja tas izplūst uz sastāvdaļām.
Gallijs ir arī iespaidīgi kodīgs alumīnijam, kas nav savienojams ar siltuma izlietnēm uz alumīnija bāzes. Šķidros metālus ir grūti notīrīt, ja vēlaties tos uzklāt atkārtoti. Šķidrus metālu termiskos savienojumus nevajadzētu lietot, ja vien neesat ļoti pieredzējis un zināt visus ar tiem saistītos riskus.
Secinājums
Termiskais savienojums attiecas uz jebkāda veida termiskās saskarnes materiālu. Šie materiāli ir izstrādāti, lai nodrošinātu labu fizisko kontaktu un augstu siltumvadītspēju, lai nodrošinātu efektīvu siltuma pārnesi. Vairumā gadījumu termiskais savienojums nozīmē termisko pastu, jo tā parasti ir vienīgā forma, ar kuru nodarbojas gala lietotāji.
Ir pieejami arī citi veidi ar dažādām priekšrocībām un trūkumiem. Veiktspēju mēra pēc siltumvadītspējas ar vienībām W/mK. Augstākas vērtības ir labākas, taču jāņem vērā arī citi faktori, piemēram, lietošanas vienkāršība un elektriskā vadītspēja.