Чем отличается термопаста. Что такое термопаста. Нужна ли мне термальная паста

– многокомпонентное пластичное вещество, которое служит для улучшения теплопроводности между центральным чипом и системой охлаждения. Во время работы кристаллы процессора сильно нагреваются, радиатор принимает выделяемое тепло и передает его в окружающую среду с помощью вентилятора. Для того, чтобы этот процесс проходил с наибольшей эффективностью, между процессором и радиатором не должно быть воздушных пространств. Термопаста для процессора улучшает теплообмен между этими двумя поверхностями, а при правильном нанесении полностью исключает появление воздушных пузырьков.

Высокие теплопроводящие свойства паст обеспечивают микродисперсные добавки, которые и дают необходимый уровень теплообмена. Типы термопаст для процессора могут различаться по входящим в их состав компонентам:

  • оксиды алюминия или цинка;
  • металлы (серебро, вольфрам);
  • алмазные микрокристаллы;
  • нитриды бора или алюминия;
  • графит;
  • жидкие металлы (индий, галлий) или их сплавы.

Основой для любой термопасты является синтетическое (иногда минеральное) масло или смесь с низкой испаряемостью.

Отличаясь по компонентному составу, термопасты могут давать разную степень теплообмена. Теплопроводность, вязкость и тепловое сопротивление – основные характеристики термопаст для процессора. От уровня этих показателей будет зависеть эффективность смазки.

Теплопроводность — количественная характеристика вещества, определяющая способность передачи тепла от более разогретых частиц к менее горячим. Чем выше этот параметр, тем качественнее термопаста для процессора.

Коэффициент теплопроводности выражается в Вт/м*К (Ватт на метр на Кельвин). Характеризует он количество теплоты, проходящей за единицу времени через единицу площади при единичной разнице температур в 1 К.

В среднем, показатель теплопроводности наиболее популярных термопаст составляет от 3 до 10 Вт/м*К, однако может достигать и 75 Вт/м*К.

Тепловое сопротивление — способность вещества препятствовать распространению тепловой энергии. Можно сказать, что это величина, обратная теплопроводности. В хорошей термопасте этот показатель будет низким (измеряется он в К/Вт).

Вязкость – динамическая характеристика вещества, определяющая степень сопротивления текучих тел к внутреннему перемещению частиц.

Хорошая термопаста для процессора не должна растекаться по поверхности, но и слишком плотная консистенция помешает правильному нанесению. Оптимальная вязкость от 160 до 500 Па*с (Паскаль в секунду). По внешнему виду термопаста должна походить на густую зубную пасту.

Теплопроводимость тепрмопасты в 50 раз выше, чем у воздуха, и в несколько раз ниже, чем у металлической части системы охлаждения. Термическая смазка должна обеспечить равномерное сцепление радиатора и процессора, но при этом не мешать максимально плотному прилеганию этих деталей. Слишком густая термопаста для процессора помешает нанести идеально тонкий слой, а слишком жидкая неравномерно распределяется по поверхности.

Вышеперечисленные характеристики позволяют сделать качественный выбор смазки для процессора. Можно легко определить, какая термопаста для процессора лучше, руководствуясь данными производителя на упаковке:

  • теплопроводимость должна быть не ниже 3 Вт/м*К, чем выше этот показатель, тем лучше теплообмен между деталями;
  • показатель вязкости должен варьироваться в пределах 150-500 Па*с, вещество с меньшим и большим значением вызовет затруднения при нанесении;
  • оптимальным вариантом станет термопаста для процессора на металлической и керамической основе, углеродная смазка обладает наилучшими характеристиками, однако стоимость ее высока;
  • важно обратить внимание на износостойкость продукта, нормальным считается показатель 12 месяцев.

Цена на термопасту для процессора

Термопасты для процессора отличаются не только качественными характеристиками, но и стоимостью. Неверно будет утверждать, что только дорогая смазка даст оптимальный результат. Цена на термопасту для процессора не является определяющим фактором при выборе, ведь на стоимость влияют разные обстоятельства.

Бюджетные термоинтерфейсы

Известны они любому пользователю, который хотя бы один раз пытался самостоятельно почистить компьютер. КПТ-8 и Алсил, стоят в районе 100 рублей, имеют силиконовую основу и оксид цинка в составе. Отечественная термопаста для процессора стоит недорого, но и имеет низкие показатели термопроводимости.

Силиконовая основа быстро высыхает, и пасту приходится часто менять. Такой пастой можно пользоваться, если компьютер не подвергается высоким нагрузкам. Тюбик большой, его хватит на 20 нанесений.

Можно отметить термопасты для процессора от DeepCool, которые не обладают выдающимися характеристиками, но все же на голову выше российских аналогов. Теплопроводимость их на уровне 3-4 Вт/м*К, выдерживают температурный режим от -50 до 300°С. Вполне доступная цена — 200-300 рублей за тюбик. Подойдет для офисных компьютеров и домашних бюджетных моделей.

Вывод: дешевая термопаста для процессора лучше, чем работа компьютера совсем без нее.

Термопасты средней ценовой категории

На цену термопасты может влиять даже стоимость доставки в нашу страну. Существенно отражаются на ценнике так же входящие в состав термопасты для процессора компоненты.

Углеродные стоят недешево, но имеют очень высокую теплопроводимость. Отличный вариант такой термопасты – Arctic Cooling MX-2 с 5,6 Вт/м*К. Цена – около 50 рублей за грамм. На всех тестах этот термоинтерфейс проявляет самые высокие качества: легкость в нанесении, высокий диапазон выдерживаемых температур, долгий срок службы.

Популярная сегодня паста Zalman имеет высокую вязкость и трудно наносится, однако долго не теряет своих свойств. Прекрасно подойдет для тех пользователей, которые часто используют ресурсы своего компьютера на полную мощность. Zalman не всегда можно найти на полках розничных магазинов, чаще она идет в комплекте с фирменными системами охлаждения.

Подбирая термопасту, нельзя забывать, что смазка на основе жидких металлов подходит только для медных радиаторов, алюминиевую деталь можно просто испортить. Пример — Coollaboratory Liquid PRO + CS, высокое качество, цена за тюбик в районе 1000 рублей. Вся линейка термопаст этой компании прекрасно справляется с задачей.

Вывод: правильно подобранная паста с максимально высокими характеристиками будет с высокой эффективностью охлаждать процессор.

Дорогие термопасты

Цена на термопасту для процессора может достигать заоблачных высот – до 8000 рублей. Прежде чем купить термопасту высокой стоимости, нужно определиться, нужна ли она. Часто такие смазки предназначены для водяных систем охлаждения. Например, Thermal Grizzly Kryonaut TG-K-100-R или Thermal Grizzly Kryonaut TG- H-100-R). Эти термопасты для процессора обладают высочайшими характеристиками, однако использовать их для обычных кулеров совершенно не обязательно. Безусловно, смазка от Thermal Grizzly идеально подходит для владельцев топовых ПК и любителей оверклокинга.

Вывод: подбирая термопасту, ориентируйтесь не на цену, а на предназначение и характеристики.

Нет единых правил о сроках, через которые замена термопасты становится необходимостью. Все индивидуально и зависит от условий работы компьютера. Насколько часто процессор перегревается, в каком температурном режиме работает системный блок, и каково было качество нанесенной ранее термопасты.

Можно понять, как часто нужно менять термопасту для процессора, руководствуясь несколькими общими моментами:

  • если термопаста для процессора не менялась более 2 лет, то однозначно пора нанести новую;
  • если системный блок вскрывается для чистки, то смазать процессор обязательно;
  • если в работе компьютера начались подвисания, одной из возможных причин может быть высохшая термопаста для процессора.

Грамотный пользователь знает, что можно следить за температурой процессора с помощью специальных программ либо установив регулятор оборотов с датчиком контроля температур в корпус компьютера. При чрезмерном перегреве центрального чипа может возникнуть необходимость сразу же поменять термопасту, так как нанесенный слой может просто пересохнуть от высоких нагрузок.

Термопаста для процессора наносится очень тонким слоем 0,5-1 мм, слишком толстый слой будет препятствовать плотному сцеплению процессора с радиатором. Выдавить из тюбика необходимо только каплю смазки – именно столько нужно термопасты на процессор. Обычно, в комплекте с термопастой идет специальная лопатка для нанесения.

Как наносить термопасту правильно:

  • нужно провести очистку процессора и подошвы радиатора от остатков старой термопасты, для этих целей можно использовать хлопковую салфетку, можно смочить ее изопропиловым спиртом;
  • смазывается только поверхность процессора;
  • нельзя допускать попадания термопасты на соседние участки материнской платы;
  • слой термоинтерфейса должен быть очень тонким;
  • паста должна быть нанесена равномерно, без пробелов и разрывов.

После того, как паста наложена на поверхность процессора, устанавливается радиатор, который крепко прижимается к центральному чипу специальными креплениями.

Срок годности термопасты для процессора

При покупке учитывайте, что если термопаста для процессора будет использоваться в домашних целях, то большой тюбик совершенно ненужен. Для одного нанесения используется около 1 грамма пасты. Менять термоизолирующий слой придется через 6-12 месяцев. То есть, стандартного небольшого тюбика объемом 3-5 грамм хватит на несколько лет. За это время как раз закончится срок годности термопасты. В среднем он составляет 3-4 года, за редким исключением, как, например, Arctic Cooling, которая сохраняет все свои свойства в течение 8 лет.

Как выбрать термопасту для процессора

Первым делом при выборе термопасты нужно ориентироваться на мощность и потребности компьютера.

  • Для офисных и домашних машин, которые используются для повседневных целей, подойдет любая дешевая термопаста для процессора. Лучше остановить свой выбор на продукции компании DeepCool. Неплохая консистенция и теплопроводящие характеристики при бюджетной цене. Она дает до 20 °С охлаждения процессору.
  • Для игровых компьютеров средней и высокой мощности стоит подобрать термопасту на углеродной или керамической основе хороших производителей. Arctic Cooling одна из лучших на рынке, неплохие варианты – Noctua или Cooler Master. Высокая теплопроводимость, хорошая вязкость.
  • Для владельцев топовых персональных компьютеров с медными кулерами правильно будет подобрать термопасту на основе жидких металлов, например Coollaboratory Liquid.
  • Для корпусов с водяной системой охлаждения отлично подойдет продукция Thermal Grizzly. Цена таких термоинтерфесов может варьироваться от 2000 до 8000 рублей.

Перед тем, как выбрать термопасту для процессора, следует внимательно изучить упаковку. Определиться с нужными характеристиками, проверить, не подходит ли срок годности к концу.

Если опыта в нанесении термопасты нет, не стоит покупать смазку с высоким уровнем вязкости. Может возникнуть слишком много сложностей при нанесении, если результат будет не очень удачным, может возникнуть перегрев и неисправности в компьютере.

Приобрести качественные интерфейсы можно только в специализированных магазинах и крупных супермаркетах техники. В таких местах выше контроль над качеством продукции, менеджеры следят за сроками годности и меньше шансов купить подделку вместо оригинала.

Определяясь с местом, где купить термопасту для процессора, стоит учесть тот факт, что в местах с высокой проходимостью покупателей не бывает залежавшегося товара. Магазинчики на окраине не могут похвастать потоком клиентов, товарные позиции могут лежать на полках по несколько лет.

В хорошем магазине дадут грамотную консультацию и продадут термопасту исключительно высокого качества.

Термоинтерфейс - слой теплопроводящего состава (обычно многокомпонентного) между охлаждаемой поверхностью и отводящим тепло устройством. Наиболее распространенным типом термоинтерфейса являются теплопроводящие пасты (термопасты) и компаунды .

В быту наиболее известны термоинтерфейсы для тепловыделяющих компонентов персональных компьютеров (процессоры, видеокарты, быстрая память и т. п.). Также применяется в электронике для теплоотвода от компонентов силовых цепей и уменьшения градиента температур внутри блоков.

Термоинтерфейсы применяются в системах теплоснабжения и подогрева.

Типы термоинтерфейсов

Теплопроводные составы находят применение при производстве электронных компонентов, в теплотехнике и измерительной технике, а также при производстве радиоэлектронных устройств с высоким тепловыделением. Термоинтерфейсы имеют следующие формы:

  • теплопроводящие пастообразные составы;
  • полимеризующиеся теплопроводные составы;серебряные
  • теплопроводящие клеящие составы;
  • теплопроводящие прокладки;
  • припои и жидкие металлы.

Теплопроводные пасты

Шприц с термопастой

Теплопроводная паста (разг. термопаста ) - многокомпонентное пластичное вещество с высокой теплопроводностью , используемое для уменьшения теплового сопротивления между двумя соприкасающимися поверхностями . Теплопроводящая паста служит для замены воздуха, находящегося между поверхностями, на теплопроводящую пасту с более высокой теплопроводностью . Типичными и самыми распространенными термопроводными пастами отечественного производства являются КПТ-8 , АлСил-3 , а также серия теплопроводных паст Steel Frost, Cooler Master , Zalman и проч.

Требования

Основные требования к термопроводным пастам:

  • наименьшее тепловое сопротивление;
  • стабильность свойств с течением времени работы и хранения;
  • стабильность свойств в рабочем диапазоне температур;
  • удобство нанесения и легкость смывания;
  • в некоторых случаях к теплопроводным составам предъявляются требования высоких электроизоляционных свойств.

Составы

При изготовлении термопроводных паст в качестве теплопроводящих компонентов используются наполнители с высокой теплопроводностью в виде микро- и нанодисперсных порошков и их смеси:

  • металлов (вольфрам, медь, серебро);
  • микрокристаллов (алмаз);
  • оксиды металлов (цинка, алюминия и др.);
  • нитридов (бора, алюминия);
  • графита /графена .

В качестве связующих веществ используются минеральные или синтетические масла, жидкости и их смеси, имеющие низкую испаряемость. Существуют теплопроводные пасты с полимеризующимся на воздухе связующим. Иногда, с целью повышения плотности, в их состав добавляются легкоиспаряемые компоненты, которые позволяют иметь достаточно жидкую теплопроводную пасту в процессе нанесения и высоко плотный термоинтефейс с высокой теплопроводностью. Такие теплопроводные составы обычно выходят на максимальную теплопроводность в течение 5-100 часов работы в штатном режиме (конкретные значения в инструкции по применению). Существуют термопроводные пасты на основе жидких при 20-25°С металлов, состоящие из чистых индия и галлия и сплавов на их основе .

Наилучшие (и наиболее дорогие) термопасты на серебряной основе; оптимальной по рейтингу является основа (термопасты) - оксид алюминия (обе обладают наименьшим тепловым сопротивлением). Наиболее дешёвая (и наименее эффективная) термопаста имеет керамическую основу.

Наиболее простой термопастой является смесь графитового порошка из «простого» карандаша типа «Конструктор М», натёртого на наждачной бумаге «нулёвка», и нескольких капель бытового минерального смазочного масла.

Использование

Термопаста используется в электронных устройствах в качестве термоинтерфейса между тепловыделяющими элементами и устройствами отвода тепла от них (например, между процессором и радиатором). Главное требование при применении теплопроводящей пасты - минимальная толщина её слоя. Для этого при нанесении теплопроводящих паст необходимо руководствоваться рекомендациями изготовителя. Небольшое количество пасты, нанесенное на область теплового контакта, раздавливается при прижиме поверхностей друг к другу. При этом паста заполняет мельчайшие углубления в поверхностях и способствует появлению однородной среды для распространения тепла.

Другие случаи применения .

Термопаста используется при охлаждении узлов электроники, имеющих тепловыделение больше допустимого для данного типа корпуса: силовых транзисторов и микросхем питания (ключах) в импульсных блоках питания, в блоках строчной развёртки телевизоров с кинескопом, транзисторов выходных каскадов мощных усилителей.

Теплопроводные клеи

Применяется в случае, если невозможно использование теплопроводной пасты (из-за отсутствия крепежа), для монтажа теплоотводящей арматуры к процессору, транзистору и т. п. Это неразборное соединение и требует соблюдения технологии склейки. В случае её нарушения возможно увеличение толщины термоинтерфейса и ухудшение теплопроводности соединения.

Теплопроводные заливочные компаунды

Для улучшения герметичности, механической и электрической прочности электронные модули зачастую заливают полимерными компаундами. Если модули рассеивают значительную тепловую мощность, то заливочные компаунды должны обеспечивать стойкость к нагреву и термоциклированию, выдерживать термические напряжения из-за градиентов температуры внутри модуля, облегчать теплоотвод от компонентов к корпусу модуля.

Пайка

Набирающий популярность термоинтерфейс основан на спайке поверхностей легкоплавким металлом. При правильном применении такой метод дает рекордные параметры удельной теплопроводности, однако имеет множество ограничений и сложностей. В первую очередь проблемой является материал поверхностей и качество подготовки к монтажу. В производственных условиях возможна пайка любых материалов (некоторые требуют специальной подготовки поверхностей). В бытовых условиях или в мастерских пайкой соединяются медные, серебряные, золотые поверхности и другие хорошо поддающиеся лужению материалы. Алюминиевые, керамические и полимерные поверхности совершенно непригодны (а значит, невозможна гальваническая изоляция деталей).

Перед соединением пайкой соединяемые поверхности очищают от загрязнений. Чрезвычайно важна качественная очистка поверхностей от всех типов загрязнений и следов коррозии, поскольку при низких температурах флюсы неэффективны и не используются. Очистка выполняется механической зачисткой и удалением загрязнений растворителями (например, спиртом, ацетоном, эфиром), для чего в коробку с термоинтерфейсом часто вкладывают жесткую мочалку и гигиеническую проспиртованную салфетку. По этой же причине нельзя работать с термоинтерфейсом без перчаток: жир значительно ухудшает качество пайки.

Собственно пайка выполняется нагревом соединения при заданном производителем термоинтерфейса усилии. При этом некоторые типы промышленных термоинтерфейсов требуют первоначального разогрева обеих спаиваемых деталей до 60-90 градусов Цельсия, что может быть опасно для чувствительных к перегреву электронных компонентов. Обычно рекомендуют делать предварительный разогрев (например, феном) с последующей окончательной спайкой саморазогревом работающего устройства.

На сегодня термоинтерфейс такого типа предлагается в виде фольги из сплава с температурой плавления чуть выше комнатной (50…90 градусов Цельсия, например, сплава Филдса (англ.) русск. ) и в виде пасты сплава с комнатной температурой плавления (например, Галинстан или «Coollaboratory Liquid Pro»). Пасты сложнее в применении (их необходимо тщательно вмазывать в спаиваемые поверхности). Фольга требует специального прогрева при монтаже.

Изолирующие термоинтерфейсы

Электрическая изоляция между элементами теплопередачи обычно используется в силовой электронике. Выполняется с помощью керамических, слюдяных, силиконовых или пластиковых прокладок, подложек, покрытий.

В то время как большинство разработчиков и прочих специалистов понимают важность охлаждения компьютерной системы, многие из них не знают, какое положительное влияние оказывает использование термопасты на температуру процессора. В этой статье мы рассмотрим, что такое термопаста и почему она настолько важна.

Тепловая паста представляет собой состав, который улучшает процесс переноса тепла от процессора к радиатору. Последний сможет рассеять больше тепла и быстро охладить процессор.

Причина, по которой используется термическая смазка, весьма банальна. Если бы вы поставили радиатор прямо поверх процессора, без какого-либо проводящего буфера между ними, то из-за воздушных промежутков никакого охлаждения бы не было.

На заметку! Без термопасты создание более равномерного контакта между центральным процессором и радиатором невозможно. Эти воздушные зазоры и пространства уменьшают количество передаваемого тепла, а это приводит к тому, что процессор работает при более высоких температурах.

И, чем выше температура последнего, тем короче срок его службы.

Различные виды термальных паст и соединений

Существует три распространенных типа материала термопасты: металл, керамика и кремний.

Термическая паста на основе металлов

  • как правило, используется алюминий или серебро;
  • металлические термопасты имеют самую высокую теплопроводность среди всех типов и, следовательно, охлаждают лучше конкурентов.

Однако, недостатком термических соединений на основе металлов является их же материал. Как известно, металлы проводят электричество, поэтому не совсем безопасны.

Осторожно! Если вы случайно нанесли слишком много тепловой смазки на основе металла на заднюю панель процессора и она проникла в схемы материнских плат, то существует вероятность короткого замыкания и повреждения устройства.

Итак, если вы хотите наилучшее охлаждение из всех возможных, то металл - идеальный выбор. Однако, вам нужно знать, как правильно наносить термопасту, чтобы не повредить компоненты системы.

Если вам не нужны неоправданные риски, тогда обратите внимание на керамику.

  • в отличие от термопаст на основе металлов, керамические не проводят электричество;
  • не создают угрозы повреждения схем материнской платы после пролития.

Тем не менее, хотя керамические тепловые пасты выполняют адекватную работу по передаче тепла от процессора к радиатору, они не столь хороши, как металлические.

Однако, разница в охлаждении между первыми и вторыми термопастами обычно составляет менее нескольких градусов. И, в конечном счете, для большинства пользователей она не настолько велика, чтобы выводить металлические термальные пасты на первое место в рейтинге лучших.

Термопаста на кремниевой основе

  • как и керамические, термопасты на основе кремния также не проводят электричество и, следовательно, не создают угрозы повреждения материнской платы;
  • как и тепловые смазки на основе металлов, они обеспечивают лучшее охлаждение.

Фактически, самая популярная термопаста на кремниевой основе (ARCTIC MX-4) превосходит столь же известную, только металлическую (Arctic Silver 5).

Совет! Итак, если вы ищете лучшее из обоих миров (производительность и безопасность), тогда подумайте о приобретении термопасты на основе кремния.

Следует также отметить, что некоторые термические пастообразные соединения (например, EGC) представляют собой смесь металла и кремния, что по сути является гибридом. Если вы хотите узнать о термопасте больше, посетите эту страницу Википедии.

Нужна ли мне термальная паста

Короткий ответ на вопрос «Нужна ли мне термопаста» - да, нужна. Она обеспечивает лучшую теплоотдачу между процессором и радиатором, устраняя любые зазоры и промежутки, существующие между этими двумя компонентами.

Однако, вам необязательно приобретать термальную пасту у стороннего производителя. Это связано с тем, что почти все вентиляторы и радиаторы центрального процессора (независимо от того, являются ли они акционными или купленными на распродаже) уже поставляются с предварительно нанесенной термопастой.

Как вы могли уже догадаться, их качество заметно хромает.

Такие термопасты обеспечивают достаточный уровень теплопередачи, но желающим продлить жизнь своей системы, или максимально улучшить ее производительность, определенно стоит купить товар у стороннего производителя.

Сколько термопасты следует наносить

Существует много разных способов применения этого материала, и хотя большинство из них дает почти равные результаты, вам не стоит наносить ее слишком много или мало.


В любом случае, придерживайтесь золотой середины.

Некоторые термопасты также поставляются с определенным инструментом, облегчающим их нанесение, таким как кисть. Она нужна для равномерного распределения состава. Если вы не имеете дело с жидкой металлической пастой, то распределять ее на самом деле не обязательно.

Удаление и повторное применение термальной пасты

Если вам интересно, как удалить старую термопасту, то ответ прост - 99% изопропиловый спирт. Это самый эффективный инструмент для очистки процессора и радиатора.

Аккуратно вылейте его на поверхность, оставьте на несколько минут, а затем протрите чистой (не ворсистой) тканью.

Не существует определенного времени, по истечению которого необходимо выключить кулер, убрать старую термопасту и нанести новую. Фактически, простая очистка ПК более выгодна, чем повторное применение продукта.

Памятка! Итак, если вам скучно, попробуйте изменить состав теплоотвода всякий раз, когда чистите свой компьютер. Однако, если не прошло и пяти лет, то в этом нет необходимости.

Это все, что вам нужно знать о термопасте и о том, как ее использовать.

Термоинтерфейс - слой теплопроводящего состава (обычно многокомпонентного) между охлаждаемой поверхностью и отводящим тепло устройством. Наиболее распространенным типом термоинтерфейса являются теплопроводящие пасты (термопасты) и компаунды .

В быту наиболее известны термоинтерфейсы для тепловыделяющих компонентов персональных компьютеров (процессоры, видеокарты, быстрая память и т. п.). Также применяется в электронике для теплоотвода от компонентов силовых цепей и уменьшения градиента температур внутри блоков.

Термоинтерфейсы применяются в системах теплоснабжения и подогрева.

Типы термоинтерфейсов [ | ]

Теплопроводные составы находят применение при производстве электронных компонентов, в теплотехнике и измерительной технике, а также при производстве радиоэлектронных устройств с высоким тепловыделением. Термоинтерфейсы имеют следующие формы:

  • теплопроводящие пастообразные составы;
  • полимеризующиеся теплопроводные составы;серебряные
  • теплопроводящие клеящие составы;
  • теплопроводящие прокладки;
  • припои и жидкие металлы.

Теплопроводные пасты [ | ]

Шприц с термопастой

Теплопроводная паста (разг. термопаста ) - многокомпонентное пластичное вещество с высокой теплопроводностью , используемое для уменьшения теплового сопротивления между двумя соприкасающимися поверхностями . Теплопроводящая паста служит для замены воздуха, находящегося между поверхностями, на теплопроводящую пасту с более высокой теплопроводностью . Типичными и самыми распространенными термопроводными пастами отечественного производства являются КПТ-8 , а также серия теплопроводных паст Steel Frost, Cooler Master , Zalman и проч.

Требования [ | ]

Основные требования к термопроводным пастам:

  • наименьшее тепловое сопротивление;
  • стабильность свойств с течением времени работы и хранения;
  • стабильность свойств в рабочем диапазоне температур;
  • удобство нанесения и легкость смывания;
  • в некоторых случаях к теплопроводным составам предъявляются требования высоких электроизоляционных свойств.

Составы [ | ]

При изготовлении термопроводных паст в качестве теплопроводящих компонентов используются наполнители с высокой теплопроводностью в виде микро- и нанодисперсных порошков и их смеси:

В качестве связующих веществ используются минеральные или синтетические масла, жидкости и их смеси, имеющие низкую испаряемость. Существуют теплопроводные пасты с полимеризующимся на воздухе связующим. Иногда, с целью повышения плотности, в их состав добавляются легкоиспаряемые компоненты, которые позволяют иметь достаточно жидкую теплопроводную пасту в процессе нанесения и высоко плотный термоинтефейс с высокой теплопроводностью. Такие теплопроводные составы обычно выходят на максимальную теплопроводность в течение 5-100 часов работы в штатном режиме (конкретные значения в инструкции по применению). Существуют термопроводные пасты на основе жидких при 20-25°С металлов, состоящие из чистых индия и галлия и сплавов на их основе .

Наилучшие (и наиболее дорогие) термопасты на серебряной основе; оптимальной по рейтингу является основа (термопасты) - оксид алюминия (обе обладают наименьшим тепловым сопротивлением). Наиболее дешёвая (и наименее эффективная) термопаста имеет керамическую основу.

Наиболее простой термопастой является смесь графитового порошка из «простого» карандаша типа «Конструктор М», натёртого на наждачной бумаге «нулёвка», и нескольких капель бытового минерального смазочного масла.

Использование [ | ]

Термопаста используется в электронных устройствах в качестве термоинтерфейса между тепловыделяющими элементами и устройствами отвода тепла от них (например, между процессором и радиатором). Главное требование при применении теплопроводящей пасты - минимальная толщина её слоя. Для этого при нанесении теплопроводящих паст необходимо руководствоваться рекомендациями изготовителя. Небольшое количество пасты, нанесенное на область теплового контакта, раздавливается при прижиме поверхностей друг к другу. При этом паста заполняет мельчайшие углубления в поверхностях и способствует появлению однородной среды для распространения тепла.

Другие случаи применения .

Термопаста используется при охлаждении узлов электроники, имеющих тепловыделение больше допустимого для данного типа корпуса: силовых транзисторов и микросхем питания (ключах) в импульсных блоках питания, в блоках строчной развёртки телевизоров с кинескопом, транзисторов выходных каскадов мощных усилителей.

Теплопроводные клеи [ | ]

Применяется в случае, если невозможно использование теплопроводной пасты (из-за отсутствия крепежа), для монтажа теплоотводящей арматуры к процессору, транзистору и т. п. Это неразборное соединение и требует соблюдения технологии склейки. В случае её нарушения возможно увеличение толщины термоинтерфейса и ухудшение теплопроводности соединения.

Теплопроводные заливочные компаунды [ | ]

Для улучшения герметичности, механической и электрической прочности электронные модули зачастую заливают полимерными компаундами. Если модули рассеивают значительную тепловую мощность, то заливочные компаунды должны обеспечивать стойкость к нагреву и термоциклированию, выдерживать термические напряжения из-за градиентов температуры внутри модуля, облегчать теплоотвод от компонентов к корпусу модуля.

Пайка [ | ]

Набирающий популярность термоинтерфейс основан на спайке поверхностей легкоплавким металлом. При правильном применении такой метод дает рекордные параметры удельной теплопроводности, однако имеет множество ограничений и сложностей. В первую очередь проблемой является материал поверхностей и качество подготовки к монтажу. В производственных условиях возможна пайка любых материалов (некоторые требуют специальной подготовки поверхностей). В бытовых условиях или в мастерских пайкой соединяются медные, серебряные, золотые поверхности и другие хорошо поддающиеся лужению материалы. Алюминиевые, керамические и полимерные поверхности совершенно непригодны (а значит, невозможна гальваническая изоляция деталей).

Перед соединением пайкой соединяемые поверхности очищают от загрязнений. Чрезвычайно важна качественная очистка поверхностей от всех типов загрязнений и следов коррозии, поскольку при низких температурах флюсы неэффективны и не используются. Очистка выполняется механической зачисткой и удалением загрязнений растворителями (например, спиртом, ацетоном, эфиром), для чего в коробку с термоинтерфейсом часто вкладывают жесткую мочалку и гигиеническую проспиртованную салфетку. По этой же причине нельзя работать с термоинтерфейсом без перчаток: жир значительно ухудшает качество пайки.

Собственно пайка выполняется нагревом соединения при заданном производителем термоинтерфейса усилии. При этом некоторые типы промышленных термоинтерфейсов требуют первоначального разогрева обеих спаиваемых деталей до 60-90 градусов Цельсия, что может быть опасно для чувствительных к перегреву электронных компонентов. Обычно рекомендуют делать предварительный разогрев (например, феном) с последующей окончательной спайкой саморазогревом работающего устройства.

На сегодня термоинтерфейс такого типа предлагается в виде фольги из сплава с температурой плавления чуть выше комнатной (50…90 градусов Цельсия, например, сплава Филдса (англ.) ) и в виде пасты сплава с комнатной температурой плавления (например, Галинстан или «Coollaboratory Liquid Pro»). Пасты сложнее в применении (их необходимо тщательно вмазывать в спаиваемые поверхности). Фольга требует специального прогрева при монтаже.

Изолирующие термоинтерфейсы [ | ]

Электрическая изоляция между элементами теплопередачи обычно используется в силовой электронике. Выполняется с помощью керамических, слюдяных, силиконовых или пластиковых прокладок, подложек, покрытий:

Применение [ | ]

Нанесение и снятие термоинтерфейса выполняется строго по инструкции производителя устройства охлаждения и термоинтерфейса.

Некоторые типы термоинтерфейсов являются электропроводящими, поэтому с ними нужно проявлять особую осторожность (не допускать излишков электропроводящего материала) при нанесении на поверхность с целью недопущения попадания на электропроводящие цепи и дальнейшего короткого замыкания.

  • Силовая электроника
  • Вычислительная техника
  • Датчики температуры

Ссылки [ | ]

  • Грязевые войны, часть три: 7 термопаст для процессора от Arctic Cooling, CoolerMaster, Gelid, GlacialStars, Spire (рус.)
  • Сравнительное тестирование десяти термопаст (рус.)
  • Что новенького? Тестирование 22 актуальных термоинтерфейсов



Top