В этой статье я постараюсь дать максимально возможное количество нужной теории. Если вы хотите раз и навсегда для себя понять, что такое термопаста, из чего она состоит, какой цели служит и как правильно наносить термопасту на процессор и видеокарту – вам обязательно нужно ознакомиться с этим материалом.

Для чего все это знать? Знание теории позволит вам понимать принципы работы с термоинтерфейсами. А значит, вы будете хорошо понимать, что происходит с вашими компонентами при нагревании, использовании разных термопаст, систем охлаждения и т.д. Знание – сила!

Также важно в этом разбираться потому, что при перегреве, компьютер начинает работать с перебоями и появляются неприятные тормоза в работе. Отчасти их можно удалить с помощью , но никакая программа не заменит термопасту на процессоре за вас.

Эта статья не претендует на статус научной. В ней я хочу передать основные понятия простыми словами. Поэтому прошу физиков, электротехников и других специалистов не падать в обморок от использованных оборотов и понятий. Если вы увидите ошибку принципиальной важности, прошу написать это в комментариях. Заранее спасибо:).

Понятие теплопроводности материалов

Теплопроводность – это способность материалов или газов передавать тепло от горячего к холодному. Это количественная характеристика, которая схожа с понятием проводимости в электротехнике. Единица измерения – Вт/(м*К) – коэффициент теплопроводности.

Для того, чтобы нагляднее понять, о чем идет речь, обратите внимание на диаграмму:

Как вы можете заметить у меди коэффициент теплопроводности в 2 раза выше, чем у алюминия . Это значит, что за одинаковое время через медь пройдет в 2 раза больше тепла, чем через алюминий.

Как это применить в жизни? Понимая, что медная система охлаждения почти в 2 раза превосходит алюминиевую, мы понимаем, почему она такая дорогая. И понимаем, что именно медную нужно применять тогда, когда мы используем «горячие» или разогнанные процессоры.

Также обратите внимание, что у воздуха коэффициент теплопроводности в среднем 0,022 Вт/(м*К). Что это значит?

Через воздух тепло практически не передается .

Он является своего рода изолятором. Многие частные дома, как вы знаете, используют это свойство воздуха для теплоизоляции. Выкладывается внутренняя стена, затем идет воздушная прослойка, потом возводится внешняя. Тем самым воздух, которых находится между двух стен, изолирует дом от холода или наоборот, летнего зноя.

Что такое термопаста

Термопаста – это многокомпонентный теплопроводящий состав, который наносится между нагреваемым элементом и отводящим тепло радиатором или системой охлаждения.

Термопасты, или теплопроводные составы, делятся на 3 основные группы:

1. Теплопроводящие пастообразные составы;
2. Теплопроводящие пастообразные составы, включающие в себя клей (клей-пасты);
3. Жидкий металл.

Цель использования термопасты

Термопаста используется для того, чтобы заменить собой воздух между соприкасаемыми поверхностями, тем самым увеличивая теплопроводность. Зачем? Давайте вспомним, каким коэффициентом теплопроводности обладает воздух? Правильно, предельно низким. Или почти никаким. А теперь посмотрим на следующую диаграмму, которая показывает теплопроводность современных термопаст и жидкого металла.

Как видим, коэффициент теплопроводности даже самой дешевой и распространенной термопасты КПТ-8, почти в 31 раз выше, чем у воздуха . Теперь, я думаю, вы понимаете, что это значит.

Понимание этого подводит нас к следующему вопросу – как правильно наносить термопасту?

Обратите внимание на схему ниже, и поразмышляйте, почему термопасту нужно наносить именно таким, тонким слоем, на процессор и систему охлаждения.

Надеюсь, что вы уже сами пришли к правильному выводу. Итак, давайте подробно, с научной 🙂 точки зрения подойдем к этому вопросу и подключим логику.

Последнее время термораспределитель на процессоре или графическом процессоре видеокарты изготавливается из меди.

Пятак, или подложка системы охлаждения, которая непосредственно контактирует с поверхностью процессора, изготавливается из алюминия. Более дорогие модели изготовлены из меди.

Для примера представим, что вся система охлаждения у нас богатая, выполнена из меди. Коэффициент теплопроводности меди 400 Вт/(м*К). Получается, что если эти две поверхности, процессора и системы охлаждения, будут идеально прилегать друг к другу, мы получим эффективный отвод тепла.

Но, к сожалению, добиться того, чтобы поверхности идеально соприкасались друг с другом, практически невозможно. А туда, где они неплотно соединяются, попадает воздух. Какой коэффициент теплопроводности воздуха? 0,022 Вт/(м*К). Это в 18 181 раз ниже , чем у меди. Получается, что в местах попадания воздуха тепло практически не передается .

И вот тут нам на помощь приходит термопаста. Как вы помните, у нее теплопроводность выше, чем у воздуха в 31 раз, а дорогих термопаст, таких как Arctic MX-4 – в 386 раз выше. Поэтому, когда вы наносите тонкий слой термопасты, он заполняет неровности, вытесняя воздух . При этом медные поверхности имеют максимальную площадь контакта, а значит, более высокую теплопроводность.

С другой стороны, можно попасть в ловушку. Если нанести слишком мало термопасты, то она не сможет заполнить неровности поверхностей и будет плохой теплообмен. Поэтому, рекомендуется выровнять заранее поверхность подложки системы охлаждения и теплораспределителя на процессоре или видеокарте.

Более подробно про нанесение термопасты на процессор читайте в .

Как часто нужно менять термопасту

В состав термопасты входит микродисперсные порошки металлов, микрокристаллов, нитридов или оксидов цинка и алюминия. Чтобы сделать из этого пасту, используются синтетические или минеральные масла. Они со временем испаряются, и термопаста становиться менее вязкой и теряет свои свойства.

Поэтому рекомендуется ее регулярно менять. Например, термопасту КПТ-8 или КПТ-19 (она отличается более высокими температурными характеристиками) рекомендуется менять один раз в год. Учитывая ее низкую стоимость, делать это можно и чаще.

Какую термопасту выбрать

Это зависит в больше степени от вашего бюджета. Топовой термопастой считается Arctic MX-4. Она имеет высокий коэффициент теплопроводности – 8,5 Вт/(м*К), и большой срок эксплуатации.

Наиболее распространенной и довольно качественной является КПТ-8 или КПТ-19. Невысокая стоимость позволяет менять ее регулярно. Ее характеристик хватает для большинства современных компьютеров и ноутбуков.

Теплопроводная паста, или термопаста, – это очень пластичное вещество с большим коэффициентом теплопроводности, необходимое для улучшения обмена теплом радиатора и (либо другими электронными элементами, которые интенсивно выделяют тепло). Термопаста представляет собой однородную массу. Очень часто белого или серого цвета, гораздо реже серебристого либо голубого.

Несколько лет назад процессоры обходились и без теплопроводной пасты, но сейчас она неотъемлемый атрибут любого мощного либо средней мощности процессора. Ведь сейчас существует возможность разогнать процессор на 10-15%. Данная возможность предусмотрена производителем и весьма легко осуществляется программным путём, изменяя настройки в BIOS. Использование термопасты объясняется тем, что между процессором и радиатором из-за неровностей их поверхностей возникает воздушная прослойка. Следовательно, ухудшается теплоотвод на 15-20%. В наше время выпускаются очень мощные процессоры, которые работают на пределе и интенсивно выделяют тепло. Чтобы увеличить теплоотвод нельзя обойтись без термопасты.

Необходимые требования к термопасте:

• сохранение консистенции при нагревании (использование невысыхающих материалов)
• высокая теплопроводность
• негорючесть
• стойкость к коррозии
• свойства диэлектрика
• гидрофобность
• устойчивость к окислению
• отсутствие вреда для здоровья

Существует вид термопасты, который называется термоклей. Это термопаста, которая обладает клеющими свойствами. Его используют для прикрепления электронных компонентов друг к другу, когда отсутствует механический крепеж элементов, либо данный вид крепления не предусмотрен/затруднён.

Способ применения термопасты и термоклея

Поверхности компонентов очищаем от грязи и пыли и наносим пасту тонким слоем. Именно тонким. Убедиться в том, что элементы установлены правильно, убрать излишки термопасты с помощью нейтрального растворителя либо механическим путём.

Основной ошибкой неопытных сборщиков ПК является нанесение толстого слоя пасты. Слой должен быть минимально тонким и равномерным. Некоторые считают, что чем толще слой, тем лучше теплоотвод. Но это не так, а совсем наоборот. Термопаста сама по себе не имеет большой теплопроводности. Она лишь должна вытеснить весь воздух из неровностей поверхности электронных компонентов, например между процессором и радиатором. Если слой термопасты очень большой, то теплоотвод ухудшится на 20%. Теплоотдача элемента с таким слоем ничем не отличается от компонента без термопасты. Нагрев увеличится на 20 — 25°, по сравнению с этим же элементом, но с тонким слоем пасты.

При выборе теплопроводной пасты необходимо учитывать её основную характеристику – теплопроводность. У отечественных паст она колеблется в пределах 0,7 – 1 Вт/ (м·К). Например, КПТ-8. Существую и более продвинутые термопасты. У них теплопроводность может иметь значение 1.5 и более. Также при выборе необходимо обратить внимание на диапазон рабочих температур, т.е. температур, при которых термопаста сохраняет свои свойства – постоянную консистенцию, теплопроводность и диэлектрическую проницаемость. Очень важной характеристикой термопасты является фирма-изготовитель. Зарубежные пасты фирм Gigabyte, Fanner, Zalman встречаются очень редко. В Росси самая популярная термопаста КПТ-8, потому что она дешёвая и самая доступная. Также неплохо зарекомендовали себя термопасты НС-125 и Алсил-3.

Примечания. 1. Теплопроводностью является перенос тепла, или энергии, от более нагретых элементов к менее нагретым в результате взаимодействия молекул и их движения. 2. Говоря теплопроводность, имеется ввиду коэффициент теплопроводности.

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

Термоинтерфейс в охлаждении комплектующих ПК и другой электроники играет не меньшую, а порой даже и большую роль, нежели тип, размеры и конструктивные особенности самой системы охлаждения. Использование некачественного термоинтерфейса может свести на нет все усилия по снижению температур (характерный и ярчайший пример - центральные процессоры, в которых термопаста находится не только НА крышке теплораспределителя, но и непосредственно ПОД ней).

Но и обратное тоже верно: эффективный термоинтерфейс способен "сбить" температуру охлаждаемого элемента, отыграв от одного-двух до доброго десятка градусов, что продлит срок службы устройства, исключит возможные сбои из-за перегрева и снизит шум, издаваемый системой охлаждения.

Именно поэтому экономить на термоинтерфейсе, равно как и подходить к его выбору по принципу "беру первое, что попалось" не стоит. Термопаста - далеко не самый дорогостоящий товар, но от неё зависит жизнеспособность гораздо более важных компонентов.

На что нужно обращать внимание при выборе?

Тип термоинтерфейса

В каталоге ДНС, помимо традиционных пластичных термоинтерфейсов, представлены и другие разновидности, имеющие своё назначение и свою специфику применения. Прежде, чем выбирать конкретный состав, следует определиться с тем, что именно вы собираетесь охлаждать, и каким способом.

Жидкий металл. Может быть представлен как в непосредственно жидком виде, так и в форме прокладок, которые перед применением необходимо прогреть и расплавить между системой охлаждения и охлаждаемым элементом. В обоих случаях этот вид термоинтерфейса обладает наилучшей теплопроводностью, а также прекрасно чувствует себя при околонулевых и минусовых температурах, что делает его превосходным вариантом для экстремального разгона.

Минусы жидкого металла заключаются не только в его высокой стоимости. Прежде всего - это крайне агрессивный состав - к примеру, ЖМ нельзя использовать с алюминиевыми кулерами , так как алюминий под его воздействием самым натуральным образом растворяется. По той же причине ЖМ может запросто привести в негодный вид крышку процессора, что лишит владельца ЦПУ гарантии. Кроме того, жидкий металл токопроводен, и использование его на кристаллах без теплораспределительной крышки - к примеру, на графических чипах видеокарт - не рекомендуется.

Термопрокладки . Пластичный и универсальный термоинтерфейс, предназначенный для охлаждения тех узлов, где не требуется чересчур высокая эффективность. В отличие от жидкого металла, является электроизолятором, что позволяет без лишней дотошности накрывать прокладкой как охлаждаемый элемент, так и окружающее его пространство платы. Характерный пример - охлаждение VRM видеокарт и материнских плат, оснащённых соответствующим радиатором.

Основное преимущество термопрокладки - это её эластичность и способность заполнять любые пустоты, сохраняя при этом возможность проводить тепло. Это свойство крайне важно, если охлаждаемые элементы находятся на разной высоте - например, чипы памяти видеокарты относительно графического чипа - или имеют сложный рельеф.
А вот использовать термопрокладки на ЦПУ или ГПУ нельзя - их эффективность слишком мала, чтобы обеспечить этим узлам должное охлаждение.

Термопаста как она есть - состав практически универсальный. Она не столь эффективно проводит тепло, как жидкий металл, и для эффективной теплопередачи требует минимального зазора между охлаждаемым элементом и системой охлаждения. Но при этом - не проводит ток (исключение здесь - пасты с частицами металла) и многократно превосходит термопрокладки по эффективности.

Соответственно, термопаста в её традиционном понимании может использоваться практически где угодно. Вопрос остаётся лишь в выборе интерфейса с походящими характеристиками.

Термоклей отличается от термопасты тем, что сохраняет пластичность только ограниченное время после нанесения на поверхность. Впоследствии клей схватывается и образует крайне прочное соединение, способное удержать вес радиатора или другого элемента без дополнительной фиксации. Вследствие этого термоклей идеально подходит, например, для фиксации радиаторов VRM материнских плат и видеокарт, где изначально не предусмотрено винтовое крепление соответствующих элементов.
Минус термоклея вполне очевиден: прочность фиксации не позволяет легко демонтировать радиатор с охлаждаемого элемента. Более того: в процессе снятия есть немалый риск оторвать элемент с платы. Поэтому использовать термоклей для ЦПУ и графических процессоров также не рекомендуется.

Эффективность

К сожалению, самый важный параметр термоинтерфейса нельзя найти ни в каталогах магазинов, ни на сайтах компаний-производителей. Некоторые, конечно, склонны связывать эффективность термоинтерфейса с таким параметром, как теплопроводность - её-то как раз указывают все производители.

Тем не менее, на деле это не совсем так. Как показывают тесты на реальном железе, далеко не всегда паста с большей паспортной теплопроводностью оказывается более эффективной, нежели паста с меньшей теплопроводностью. Зачастую полутора- и даже двукратная разница в паспортных параметрах в итоге выливается в практически одинаковые результаты по температурам.

Выбирать термопасту необходимо по одному критерию: результатам, которые она демонстрирует в профессиональных обзорах от авторитетных изданий. Как правило, там обеспечивается и единообразие условий тестирования, и грамотная методика проведения тестов, что позволяет называть полученные результаты достоверными.

Имея на руках базу результатов, продемонстрированных разными пастами на одном железе в одинаковых условиях, можно будет сделать аргументированный и рациональный выбор. К примеру, если некий центральный процессор при использовании пасты А разогрелся только до 84 градусов, а с пастой B - до целых 96 градусов - сразу понятно, кто здесь лучше. Если же при использовании паст A, B и C температура одинакова, но цена и отпускаемый объём паст серьёзно различаются - выбирайте наиболее выгодный вариант.

Упаковка

Как ни парадоксально, но да - это тоже очень важный момент. Как правило, термопаста (и другие интерфейсы) продаются в большем объёме, нежели нужно для разового применения. Это удобно, если вы не хотите ходить в магазин при каждой смене процессорного кулера или чистке ноутбука, но автоматически ставится вопрос хранения термоинтерфейса.

В пакетиках предлагается либо термопаста в малых объёмах (1 грамм), либо термопрокладки. В обоих случаях это не самый удобный вариант - остатки термопасты "на свежем воздухе" быстро засохнут, а с термопрокладок испарится пропитка. Следовательно, приобретая такую упаковку, следует сразу же просчитать нужное вам количество термоинтерфейса, либо позаботиться о его хранении.

Банки, бутылки и тюбики - более надёжный вариант, термопаста в таких упаковках может сохранять свои свойства буквально годами, не засыхая и не разлагаясь на составляющие. Единственный минус такой упаковки - не слишком удобная дозировка и нанесение.

Шприц - идеальный, а потому и самый распространённый вариант. Он герметичен, но кроме того - крайне удобен при дозировке и нанесении пасты на охлаждаемую поверхность.

Объём термопасты и количество термопрокладок

Также немаловажный фактор, поскольку от него зависит итоговая цена покупки и вопросы дальнейшего хранения термоинтерфейса. Так, если вам просто нужно провести разовую профилактику своего ПК, ноутбука или другого устройства - 1-2 грамм термопасты и одной термопрокладки для этого вполне достаточно. Лучше будет даже приобрести меньшее количество термоинтерфейса, но выбрать состав, обладающий лучшими характеристиками.

И не стоит убеждать себя, что вы берёте термоинтерфейс "про запас". Во-первых, когда этот самый "запас" вам понадобится - купленная загодя паста может уже засохнуть от неправильного хранения. Во-вторых, вовсе не факт что к тому времени вы не смените железо на новое, которому, ввиду новизны, обслуживание попросту не нужно.

Обратная ситуация: если у вас домашний сервис по ремонту электроники, либо вы обслуживаете устройства, по своим размерам и количеству греющихся элементов сильно отличающиеся от ноутбуков и ПК - лучше закупиться сразу большими объёмами. Лишний поход в магазин в разгар ремонта может сбить все сроки, а уж если термоинтерфейс закончится в разгар профилактики на удалённом объекте, где магазинов в принципе нет - последствия будут куда более яркими и впечатляющими.

Минимальная и максимальная рабочая температура

Владельцам рядового "домашнего" железа, разумеется, переживать об этих параметрах не стоит. Минусовых температур обычный домашний ПК или ноутбук с вероятностью в 99% не увидят, да и продолжительный нагрев выше 100 градусов обычно означает то, что идти в магазин придётся отнюдь не за новой термопастой.

А вот фанатам экстремального оверклокинга стоит обратить внимание на минимальную температуру , при которой термоинтерфейс сохраняет свои свойства. Большинство термопаст при температурах ниже нуля промерзают насквозь и перестают выполнять свои задачи, что грозит, как минимум, потерей запланированного рекорда. Так что паспортные -80 или -100 - для систем охлаждения на базе фреона, и - 200 градусов - для жидкого азота просто обязательны.

Впрочем, на минимальную рабочую температуру термоинтерфейса стоит обращать внимание и инженерам, обслуживающим различную электронику, работающую "на свежем воздухе". Живём мы всё-таки в северной стране, и -40 зимой - не редкость даже для средней полосы, не то что для Заполярья. Сэкономить на термоинтерфейсе, конечно, можно, но ведь кому-то потом придётся делать внеплановый профилактический ремонт в не самых лучших погодных условиях...

Максимальная рабочая температура - параметр, важный в том случае, если паста наносится на элемент, не имеющий отношения к ПК и тому подобной электронике. К примеру, температура мощного светодиода, охлаждаемого радиатором, легко может уходить за 150 градусов, а у хорошо нагруженного транзистора - и за 200 градусов. И вовсе неплохо иметь термопасту, которая в таких условиях не засохнет и не превратится в камень в течение всего паспортного срока службы.

Критерии и варианты выбора

Термоинтерфейсы, предлагаемые в магазинах сети ДНС/Технопоинт, можно рассортировать следующим образом:

Жидкие металлы и пасты с повышенным содержанием металлов подойдут любителям экстремального разгона, борющимся за каждый градус и мегагерц. Использовать такие интерфейсы необходимо с большой осторожностью, однако при правильном применении они дают превосходные результаты.

Термопрокладки (за исключением металлических вариантов! ) необходимы для охлаждения таких элементов ПК, как цепи питания видеокарт и материнских плат, чипы памяти (причём как на видеокартах, так и на модулях оперативной памяти, оснащённых радиаторами) и жёсткие диски. Кроме того, они найдут своё применение везде, где требуется охлаждать элементы сложной формы и рельефа, но не нужна слишком высокая эффективность охлаждения.

Термоклей пригодится в том случае, если предполагается установить радиатор на элемент, для которого не предусмотрено общего радиатора, а на плате нет монтажных отверстий, позволяющих винтовое крепление. Прочность термоклея достаточна, чтобы удерживать радиатор (или наоборот - охлаждаемый элемент на радиаторе) без дополнительной фиксации.

Ассортимент термопаст в ДНС включает в себя теплопроводные составы различных типов и видов: от бюджетных термопаст , не обладающих большой эффективностью, но поставляемых в больших объёмах, до топовых составов , демонстрирующих сверхвысокую эффективность, и способных работать в условиях низких температур. Есть, разумеется, и "универсальные" варианты , одновременно доступные по цене и показывающие пусть не рекордные, но очень неплохие результаты.

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.