Что такое термопаста?
Для начала поговорим про термопасту. Она представляет собой многокомпонентное густообразное (клейкое и пластичное) вещество с высокой теплопроводностью. В её состав входят различные синтетические или минеральные масла, порошки металлов, оксиды и пр. Термопаста – наиболее распространённый материал, который применяется для корректного охлаждения электроники.
Что касается функций термопасты, то они следующие:
Заполнение пустоты между процессором/видеокартой и радиатором кулера (из-за которой может случиться перегрев важной детали);
Обеспечение теплопередачи от процессора к системе охлаждения.
Минус термопасты в том, что в процессе эксплуатации она высыхает и теряет свои свойства. Поэтому её замену в целях профилактики желательно проводить хотя бы раз в 6-12 месяцев. К сожалению, многие пользователи игнорируют это. В результате чего их ПК или ноутбук выходит из строя из-за перегрева.
Однако несмотря на всё это производители компьютерной техники продолжают активно использовать термопасту для защиты процессоров и видеокарт от перегрева. Хотя сейчас существует и множество других термоинтерфейсов. К примеру, самая популярная альтернатива термопасте – это термопрокладка.
Отличия
- Срок службы. Зависит от качества термоинтерфейса. Но в среднем, прокладки живут несколько дольше, чем пасты. Если по какой-либо причине пришлось снимать систему охлаждения с чипа или видеокарты, то замене подлежит любой термоинтерфейс.
- Теплопроводность. В большинстве случаев пасты имеют большую теплопроводность, чем прокладки. Лучшие представители термопаст имеют теплопроводность от 10-19 Вт/м*К и до 80 Вт/м*К в случае паст на основе жидкого металла. У термопрокладок меньшие коэффициенты — 6-8 Вт/м*К. Поэтому с топовыми процессорами или видеокартами лучше использовать термопасту.
- Простота использования. Заменить термопрокладку намного проще, чем термопасту. Достаточно убрать старый термоинтерфейс, сделать необходимые замеры, отрезать, а потом приклеить новый. Прокладку можно вырезать удобной формы или приклеить в два слоя. В отличие от пасты, она не пачкается. Для замены пасты необходима не только предварительно очищенная поверхность, но и нередко дополнительные инструменты — пластиковая карточка или кисточка. Также с первого раза неопытному пользователю тяжелее определить нужное количество пасты.
Замена жидкого металла на процессоре
Этот вид термоинтерфейса совсем не дешевый – 1 грамм в шприце строит около 12-15 долларов. В то время как хорошая термопаста за такую же цену будет в упаковке по 3,5 грамм.
Как говорилось выше, наносить жидкий металл на крышку процессора – не самая лучшая идея. Он не дает существенного прироста к отведению тепла, но повышается опасность случайных замыканий при протекании. К тому же, если вы вдруг используете радиатор с алюминиевой площадкой примыкания, то она испортится.
Есть смысл наносить жидкий металл на сам кристалл под крышку процессора. Целесообразность его использования будет оправдана только в том случае, если ваш камушек сильно нуждается в разгоне и будет с повышенными частотами работать на предельных нагрузках, только в таком случае есть смысл скальпировать процессор и наносить туда жидкий металл.
Жидкий металл на тело процессора наносится с помощью кисточки. В принципе, он не токсичен и можно наносить его хоть пальцем.
Зачем скальпировать процессор
Обычная замена термопасты на жидкий металл может быть не очень эффективна, а если там стоит заводской припой, то замена такого термоинтерфейса будет работать в худшую сторону – припой считается одним из лучших способов отвода тепла. Самостоятельно припаять теплораспределитель достаточно сложно и опасно. Вам нужен припой с низкой температурой плавления до 135 градусов и паяльная станция с регулятором температуры. Если у вас такого оборудования нет, то дешевле будет обратится к профессионалам.
Если вы счастливый обладатель такого набора, то припой наносится после лужения на крышку процессора и сам кристалл. Потом при совмещении прогревается крышка и когда припой станет жидким нужно прижать с помощью специального приспособления. Лучше использовать термоклей, он при нагревании размягчится, что упростит позиционирование.
Есть также вариант замены штатной крышки процессора на медную, есть также варианты охлаждения, которые монтируются напрямую к кристаллу без крышки.
На фото – Ryzen 3000 OC, комплект для установки системы жидкостного охлаждения прямиком на кристалл процессора.
Есть более универсальные интерфейсы для установки радиатора на кристалл.
Установка радиатора воздушного охлаждения на кристалл не особо поможет и это немного опасно, ведь они для этого не приспособлены. Гораздо лучше с этим справляется система водяного охлаждения. Использование кастомной медной крышки на процессор и системы водяного охлаждения может существенно поднять верхний порог разгона, а также сделать компьютер тише, особенно в требовательных программах и играх.
Использовать водяное охлаждение напрямую к кристаллу сомнительная затея, лучше поставить медную крышку. У меди очень высокая теплопроводность и она отлично работает в паре с жидким металлом, а уже на медную пластину поставить любой радиатор, хоть воздушное охлаждение, хоть жидкостное.
Как убрать налет после жидкого металла
После того, как все жидкие компоненты вы уберете с помощью тряпки и спирта, останется твердый налет. Его можно только вышлифовать наждачной бумагой, если речь идет о радиаторе или крышке процессора. Шлифовать кристалл нельзя, к тому же к кремнию такой налет не прикипает и его легко убрать с помощью материала, который имеет меньшую твердость, чем данный кристалл. Это может быть деревянная палочка или не острый кусочек меди, как жало на старых паяльниках.
Шлифование лучше всего проводить в несколько этапов, начиная с зерна 400 и доводя до тех значений, которые вам позволят условия и доступность шлифовальных материалов в вашей округе. Повышать зерно имеет смысл до 10000 grit, дальнейшая полировка уже не так важна. С 1000 зерна шлифовку лучше проводить через поролоновую проставку. Если вы не смогли найти нужную шлифовальную бумагу, то самый минимум – это как раз 1000 grit. То есть для полноценного снятия жидкого металла вам потребуются наждачная бумага 400, 600, 800 и 1000 грит минимум. После шлифовки желательно протереть спиртом рабочую область, чтобы обезжирить ее и убрать пыль.
Своими руками
Уже давно в свободном доступе практически в каждом компьютерном магазине есть большое разнообразие товаров. Там может быть приобретен или термоклей, или термопрокладка, или термопаста. Что лучше — покупать или делать вручную? Дело в том, что самодельная термопрокладка может быть изготовлена из обычной термопасты и медицинского бинта.
Стоимость «жвачки» относительно невысока, учитывая долгий срок службы, однако иногда бывает так, что возможности приобрести ее нет. Чтобы изготовить ее самотоятельно, потребуется медицинский бинт (чем мельче сетка, тем лучше) и термопаста (желательно взять две, вязкую и жидкую). Второй вариант: пластинка меди или алюминия и полировочный материал для них. Для начала следует вырезать подходящий по размеру кусочек бинта с запасом 3-5 мм. Нарезанные кусочки смазать термопастой. Делать это следует аккуратно, чтобы не повредить волокна бинта. Такая «сетка» придает термопасте жесткость, и она не растечется даже при сильном нагреве, хотя от использования бинта немного страдает теплопередача. Перед тем как накладывать новые прокладки на детали, следует смазать их тонким слоем термопасты, чтобы облегчить установку. Все лишнее затем отрезать ножницами и утрамбовать тонкой отверткой. Вместо бинтов можно использовать медь или алюминий. Для этого необходимо, используя ножницы по металлу, нарезать пластины из металла, хорошо отполировать их и установить аналогичным образом, предварительно удалив остатки старых прокладок и смазав поверхность чипов тонким слоем термопасты. Тесты пользователей показывают, что медная пластина дает выигрыш в три градуса в сравнении с алюминиевой, и в пять градусов по сравнению с бинтами. Заводские термопрокладки проигрывают правильно установленной пластинке меди на десять градусов, однако следует помнить, что, как правило, эти изделия не самые лучшие.
Смотреть галерею
Свойства
Основная функция пластичной смазки, хоть далеко и не единственная, заключается в снижении трения между поверхностями деталей, соприкасающихся между собой в процессе работы механизма. В этом смысле пластичная смазка похожа на масло.
Однако у пластичной смазки есть одна особенность — это принцип ее работы, основанный на свойствах загустителя впитывать базовое масло в состоянии покоя, и выделять его из своей структуры при механическом воздействии.
Когда пластичная смазка закладывается в узел трения, например в подшипник, на направляющую или какую-либо другую поверхность, то смазывает не сама пластичная смазка, а смазывает базовой масло, которое выступает из ее структуры. При работе узла, в который нанесена пластичная смазка, внутри него возникает механические нагрузки. Например, внутри подшипника при его вращении ролики или шарики прокатываются по телам качения, соответственно, смазка подвергается механическому воздействию.
Как следствие, загуститель расширяется и из его пор выделяется базовое масло, которое непосредственно смазывает поверхность. Как только подшипник перестает вращаться, загуститель снова впитывает в себя базовое масло.
Принцип действия загустителя похож на принцип действия губки, при надавливании на которую из ее структуры выступает вода, а если ее отпустить, то она снова впитает воду.
Как выбрать точную толщину термопрокладки?
При выборе толщины прокладок нужно точно измерить величину зазора между охлаждаемой и отводящей тепло поверхностями. Толщина прокладки (Thermal Pad) обычно подбирается равной ширине измеренного зазора плюс 0.1-0.5 мм для обеспечения прижима с учетом деформации материала прокладки. При отсутствии подходящей толщины в имеющемся ассортименте прокладок, следует подбирать ближайшую по размеру, округляя найденный размер в большую сторону. Установка немного большей прокладки увеличивает ее прижим, что снижает тепловое сопротивление и увеличивает эффективность.
График зависимости теплового сопротивления термопрокладок Keratherm от их толщины и прижимного усилия (чем меньше тепловое сопротивление, тем лучше):
Не следует проявлять фанатизм, используя слишком толстые прокладки, особенно, если они очень жесткие. Из-за сильного прижима может произойти повреждение BGA-шариков охлаждаемых микросхем, которое неизбежно приведет к отвалу чипа. В связи с этим, при установке термопрокладок на микросхемы VRAM, не стоит использовать длинные «термоковрики» с поверхностью, закрывающей сразу несколько микросхем. Лучше вырезать индивидуальную прокладку для каждого чипа. Это обеспечит хороший прижим и освободит место для избыточной массы деформирующейся прокладки в стороне от чипа, что уменьшит вероятность повреждения BGA-контактов.
При выборе прокладок следует учитывать, насколько сильно они могут деформироваться при сжатии. Поправка на прижим может варьироваться в зависимости от мягкости использующегося термоинтерфейса. Различные материалы имеют свою способность к деформации, которая может достигать 1 мм при использовании мягкой прокладки толщиной в несколько миллиметров.
Пример, иллюстрирующий установку термопрокладки средней твердости между радиатором и печатной платой (иллюстрация с igorslab):
Для точного измерения размера зазора (промежутка) между плоскостью радиатора и охлаждаемой поверхностью удобно использовать калиброванные металлические пластины (толщиномер). При его покупке следует ориентироваться на модели, в которых шаг между соседними толщинами составляет 0.05-0.1 мм.
Пример толщиномера (Blade Thickness Metric Filler) с подходящим шагом в диапазоне 0.05-1mm, который можно использовать для измерения величины зазора при подборе прокладок:
Измерения нужно производить с присоединенным к плате устройства радиатором. При этом между кристаллом GPU и пластиной охлаждения необходимо вставить прокладку толщиной примерно 0.1 мм, которая будет имитировать термопасту (это может быть кусочек обычной бумаги для принтера).
В ноутбуках
Особенную осторожность следует соблюдать при замене термоинтерфейса в ноутбуках, начиная со стадии разборки. Дело в том, что кристалл процессора там не защищен металлом и очень чувствителен к повреждениям
Если предыдущая термопаста имела примесь из стружки алюминия, необходимо избегать попадания ее на другие детали, ведь это может стать причиной короткого замыкания.
Ни в коем случае нельзя использовать силиконовую термопасту, так как она обладает весьма низким показателем теплоотвода и, к тому же, очень быстро высыхает. Такую пасту нужно менять гораздо чаще, в противном случае возможна поломка устройства из-за постоянного перегрева.
Что лучше — термопаста или термопрокладка для ноутбука? Обычно в компактных компьютерах все детали плотно подогнаны друг к другу, поэтому нет нужды использовать термопрокладки, однако перед тем как определиться с выбором, необходимо проверить зазоры.
Смотреть галерею
Жидкий металл
Еще один вид термоинтерфейса, который, кстати, обладает отличным показателем электропроводности, ведь состоит в основном из металла. Тем не менее среди энтузиастов пользуется большой популярностью, ведь у жидкого металла показатели теплопроводности и термосопротивления гораздо выше, чем у любого другого термоинтерфейса. Перед нанесением термораспределительня крышка процессора и подошва радиатора должны быть обезжирены, после чего можно втирать жидкий металл. Слой должен быть очень тонким. Втирать следует до тех пор, пока не перестанет быть текучим состав.
Этот интерфейс является самым эффективным, но наносить и удалять его крайне неудобно. Перед применением необходимо убедиться, что основание кулера медное или никелированное, так как жидкий металл вступает в реакцию с алюминиевыми сплавами.
Алюминиевая пластина
Самый лучший вариант из всех наших тестов — алюминий (как и медь) обладает отличной теплопроводностью, поэтому отвод тепла от чипа с помощью таких пластин — мудрое решение. Вопрос только в том, где их достать? Мы вырезали свои пластины из куска старого 1мм листа алюминия. Но если онного под рукой нет, то, как всегда, спасёт aliexpress. Там можно заказать медные пластины разной толщины: ссылка на aliexpress
Вернемся к нашим пластинам. Мы резали «на глаз», не сверяли с точностью до мм. Возможно, данный подход будет дилетантским, но с другой стороны — чем больше площадь пластины, тем больше она позволит «отвести» тепла, поэтому, если конструкция позволяет можете вырезать и бОльшую по объему пластину — лишь бы она хорошо прилегала к чипу.
Обязательно нанесите на пластину термопасту с обеих сторон пластины.
Тестируем. Уже в начале теста результат был положительным. В режиме покоя температура не поднималась выше 50 градусов:
Затем стандартный тест с нагрузкой:
ИТОГ: ЛУЧШИЙ РЕЗУЛЬТАТ (~68 градусов в нагрузке)
Можно ли термопасту заменить на термопрокладку (и наоборот)?
Теоретически замена термопасты на термопрокладку возможна. Правда, на практике это рекомендуется далеко не всегда. Объясняется тем, что в большинстве случаев замена термопасты на термопрокладку и наоборот приводит к повышению температуры процессора или видеокарты. Почему? Давайте разберём это на нескольких примерах:
- Если вы снимите термопрокладку и нанесёте вместо неё пасту, скорее всего, радиатор кулера перестанет плотно прилегать к процессору или графическому адаптеру. Дело в том, что большинство термопрокладок намного толще, чем допустимый слой термопасты. В это свободное пространство начнёт попадать воздух, который плохо проводит тепло, способствуя перегреванию устройства.
- Если же, наоборот, вместо термопасты установить термопрокладку, то возрастёт давление на пружины и болты, удерживающие всю конструкцию системы охлаждения. От чего она и вовсе может выйти из строя либо работать нестабильно.
Поэтому менять термопасту на термопрокладку или наоборот не рекомендуется. Используйте тот же термоинтерфейс, который был ранее. То есть если производитель нанёс между процессором и кулером термопасту, поступите точно также, отдав предпочтение этому теплопроводному веществу. Рисковать не стоит.
Также не забывайте о том, что запрещается наносить термопасту на термопрокладку или наоборот. Подобное «соседство» окажет лишь негативное влияние и ухудшит теплопроводность. Чем это грозит? Выходом из строя видеокарты, поломкой материнской платы или процессора.
Мы уже писали выше о том, что если вы не уверены, какую прокладку взять на свою модель процессора или видеокарты, то отдайте предпочтение изделию толщиной 1 мм. Это стандартный зазор между чипом и радиатором кулера на большинстве устройств.
Также не страшно, если термопрокладка будет большей толщины. К примеру, 2 мм вместо 0,5 мм. Но только при условии, что в качестве крепления болты, которые достаточно сильно прижмут радиатор. В итоге получатся те же 0,5 мм в месте соединения. Так что если речь идёт о замене термопрокладки, то лучше взять толще, чем тоньше.
Ни в коем случае не стоит экономить как при выборе термопасты, так и прокладки. От этого материала зависит слишком многое
К тому же, из-за применения некачественных термоинтерфейсов можно «попасть» на ремонт или замену дорогостоящих комплектующих.
Несмотря на хорошую теплопроводимость медных прокладок, применять их нужно осторожно. Дело в том, что медь не отличается пластичностью и гибкостью
Поэтому если поверхность радиатора неровная, то между ним и процессором либо видеокартой может появиться зазор, в который попадёт воздух. Всё это приведёт к чрезмерному нагреванию детали.
Для чего же нужны такие приспособления? Дело в том, что поверхность процессора или радиатора никак не может быть совершенно ровной. Если вы поместите радиатор непосредственно на процессор, между ними будут крошечные, практически незаметные зазоры. А поскольку воздух плохо проводит тепло, эти зазоры будут иметь крайне негативное воздействие на охлаждение всей системы .
Что лучше использовать: термопасту или термопрокладку?
По этой причине требуется промежуточный материал с высокой теплопроводностью, который сможет заполнить эти зазоры и наладить теплообмен. В качестве такого материала может выступать термопрокладка или термопаста. Но что из них выбрать? Какая между ними разница, в чём преимущества и недостатки? Какой вариант лучше подойдёт для ноутбука? Разобраться в этом вам поможет наша статья.
Термопаста или теплопроводная паста представляет собой клейкую субстанцию, которая наносится непосредственно на радиатор или сам процессор для обеспечения плотного прилегания. Термопаста является наиболее часто используемым материалом, который обеспечивает корректное охлаждение электроники. Для выполнения своей задачи термопаста должна быть хорошего качества. Чтобы правильно нанести эту субстанцию, требуется определённый навык, так как она сильно пачкается.
Для правильного нанесения обычно выдавливают количество пасты размером с горошину прямо на центральную область процессора. Затем её равномерно распределяют по всей поверхности, используя для этого плоский предмет: например, пластиковую карточку. Слой должен быть достаточно тонким, чтобы заполнить возможные зазоры, но при этом не создать дополнительный барьер между процессором и радиатором.
Термоклей
Этим термином называется специальный состав, который не проводит электрический ток. Он обладает высоким показателем теплопроводности и служит для крепления на видеокарту мелких радиаторов, подсистемы питания процессора и так далее. Термоклей долго не высыхает, однако не всегда может обеспечить качественное крепление, а теплопроводность его, в сравнении с другими видами термоинтерфейса, гораздо ниже, что вполне логично, если учесть, что у этого продукта иное назначение. Его рекомендуют использовать только в том случае, если ничем другим прикрепить подошву радиатора к процессору невозможно.
Состав и емкость
В зависимости от типа загустителя различают несколько видов пластичных смазок.
Мыльные
В них добавляются соли высших карбоновых кислот (мыла), синтетические вещества. Среди них наиболее распространены:
- Кальциевые. Широко известны Солидолы, относящиеся к этой группе. Их положительные свойства — влагостойкость и механическая стабильность. Сфера применения ограничена. При воздействии температур свыше 55°С смазка плавится, теряет влагу и не способна восстановить прежние свойства после завершения работы оборудования. Среди кальциевых покрытий выделяют комплексные (К), безводные и гидратированные.
- Натриевые — с добавлением натриевого мыла. Натриевые покрытия защищают механизмы, работающие при температуре до 150°С, однако не обеспечивают необходимый уровень влагозащитны.
- Литиевые — с добавлением литиевого мыла. Продукт отличается пластичностью, термостойкостью и выдерживает температуры -50…+150°С. При использовании литиевых материалов защита от влаги, механических повреждений гарантирована.
В промышленности используют смазки с мылом бария, алюминия. Распространено производство комбинированных продуктов, например — кальциево-натриевых смазок. Они являются «средним звеном» между вышеприведенными разновидностями и справляются с задачами термо, -влаго защиты. Если в названии указано 2 компонента, первым пишется тот, которого в структуре больше.
Углеводородные
В качестве загустителей используются углеводороды: парафин, озокерит, воски природного происхождения и прочие твердые углеводороды.
Неорганические
В неорганические пластичные смазки вводят вещества, позволяющие получить максимально термостабильный состав. Стандартные составляющие неорганических покрытий — силикагель, графит, асбест, вспененная окись кремния, бетонные соединения.
Органические
Загустители органических смазок — полимочевина, сажи, поликарбамиды, тефлон. В итоге получается продукт, стабильный при высоких температурах и механических воздействиях. Например, тефлоновые покрытия выдерживают температуры до 250°С, оставаясь при этом вязкими и прекрасно защищая от трения. Существенный недостаток – дороговизна используемых компонентов.
Около 44% отечественного рынка занимают кальциевые смазки — солидолы. На долю натриевых и комбинированных приходится около 31% рынка. Малая доля (менее 0,5%) приходится на использование термостойких и химически стойких продуктов с загустителями в виде селикагелей, бетонита, сажи. Высокой термостойкостью и относительно низкой ценой отличаются полиуретановые смазки. К сожалению, в РФ производство таких защитных средств не налажено, и предприятия обращаются к импортным производителям.
Смазочные материалы закупаются в ведрах по 5 л, 20 л или бочках объемом 200 л.
Сколько стоит почистить ноутбук от пыли и заменить термопасту в сервисном центре
Если не уверены в своих силах, тогда рекомендовано с любой проблемой с техникой обращаться к профессионалам. Чистка ноутбука от пыли с заменой термопасты не такое дорогое удовольствие, как может показаться. Цены на подобную услугу составляют примерно 1000 рублей. Лучше заплатить такую сумму и продлить жизнь своему ноутбуку, чем рисковать полностью его потерять.
Любой заменитель, даже если он вполне подходит для непродолжительного использования, лучше отложить в сторону и использовать специальные материалы в профессиональных руках. Так вы продлите срок жизни своему компьютеру, и вам не придется в дальнейшем платить деньги за ремонт. Когда подошло время, лучше просто произвести полноценную замену термопасты.
Прочтите обязательно:
Как уменьшить скорость вращения кулера на процессоре
Как узнать уровень износа аккумуляторной батареи ноутбука или нетбука?
Какая рабочая температура процессора
Маркировка (распиновка) выводов ATX блока питания компьютера
Что делать, если термопаста попала на ножки процессора?
«Дерьмо случается!». В самый неподходящий момент рука может дрогнуть и начать покрывать слоем пасты всё, до чего дотянется. Не волнуйтесь, для устранения косяков нам потребуется кисточка и спирт.
Кисточку можете взять из набора электробритвы, машинки для стрижки волос либо одолжить у жены в косметичке. Тщательно промойте её спиртом, а затем аккуратно удалите излишки термопасты. Спирта много не бывает – главное всё хорошо вычистить.
Когда чистота процессора и его ножек не будет вызывать сомнений, дождитесь полного высыхания и начинайте наносить пасту заново, но уже более аккуратно.
