Что лучше для ноутбука термопаста или термопрокладка? Охлаждение для ноутбука термопаста или теплопроводная резина.

03.04.2024

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.

Что такое термопрокладка

Основным преимуществом данного элемента является простота установки. К сожалению, по своей эффективности термопрокладки уступают термопасте , которую можно нанести тонким слоем и получить необходимый результат. Некоторые вентиляторы для процессоров продаются сразу с термопрокладками, потому что их легко установить, не требуются дополнительные манипуляции и не нужно пачкаться, при этом они обеспечат необходимую работоспособность. Но, к сожалению, данные элементы являются одноразовыми.

Если вам когда-либо понадобится снять радиатор с того места, куда он был однажды установлен, термопрокладку придётся заменить. Происходит это по той причине, что поверхность термопрокладки во время прилегания к процессору нарушается и становится неровной. Таким образом, если вы попытаетесь установить её снова, между двумя поверхностями образуются зазоры. Как уже упоминалось, это негативно сказывается на теплопроводности и может нарушить работу процессора. Поэтому стоит запомнить: если вы снимаете радиатор, термопрокладку следует полностью удалить и заменить новой .

Также не следует использовать несколько термопрокладок вместе. Две и более прокладок между процессором и радиатором вместо охлаждения дадут противоположный эффект и очень быстро приведут к повреждению процессора. Особенно это касается быстро нагревающихся процессоров ноутбука.

Замена термопрокладки термопастой

Технически замена возможна, однако она не всегда рекомендуется. В большинстве случаев такая замена приведёт к повышению температуры процессора. Почему это происходит? Дело в том, что термопрокладка не только обеспечивает теплопроводность, но и оказывает определённое воздействие на пружины и болты, удерживающие всю конструкцию охлаждения процессора.

Если прокладку снять и нанести вместо неё пасту, радиатор не будет прилегать к процессору так же плотно, как раньше, поскольку элемент определённой толщины был удалён из устоявшейся системы. Кроме того, вращение вентилятора может оказывать определённое воздействие на процессор за счёт возникшего зазора, вызывая трение. Поэтому заменить один элемент другим можно лишь на свой страх и риск.

СОВЕТ. Однако в последнее время началось производство специальных видов термопасты, которая используется вместо термопрокладок. Она более плотная и вязкая, может заполнять большие зазоры, кроме того, она обладает усовершенствованной теплопроводностью. Обратите внимание на термопасту марки K5-PRO, она производится для компьютеров iMac, но также подходит и для других компьютеров.

Термопаста и термопрокладка: нанесение одного на другое

Такое действие не имеет смысла и может только ухудшить теплопроводность. Нанесение пасты на прокладку при определённых условиях может серьёзно препятствовать передаче тепла от процессора. Поэтому лучше не экспериментировать, и вместо этого выбрать только один вариант.

Вариант для ноутбука

Следует начать с того, что и прокладки, и паста бывают плохого и хорошего качества. Несомненно, термопаста хорошего качества будет лучше плохой термопрокладки, и наоборот.

Но если мы рассматриваем ситуацию с элементами одинакового качества, то для ноутбука рекомендуется использовать термопрокладку. Дело в том, что нагрев процессора ноутбука достаточно сильный, кроме того, это устройство постоянно подвергается тряске при переносе с места на место. Хорошая термопрокладка будет более стабильна в этих условиях, и лучше выбрать её вместо термопасты.

Термопаста и термопрокладки: недостатки и преимущества

Начнём с термопрокладок. Итак, какие преимущества они имеют?

Просты в использовании.
Их можно вырезать разными по размерам и форме.
Не пачкаются, легко устанавливаются.
Не высыхают.
Изготавливаются из различных материалов в соответствии со спецификацией.

Недостатки:

Высокая стоимость производства.
Одноразовое использование.

Итак, на первый взгляд термопрокладки имеют множество преимуществ. Различные по форме, можно быстро установить новую вместо старой, простые в установке. Разнообразные виды материалов, из которых они изготавливаются, позволяют выбрать наиболее предпочтительный материал с точки зрения электрического, теплового, химического или физического использования.

Однако цена на них может быть достаточно высокой. Чаще всего, при производстве комплектующих, термопрокладки устанавливаются вручную, что сразу же увеличивает стоимость конечного продукта.

Теперь рассмотрим характеристики термопасты. Преимущества:

Надёжность.
Дешевизна.
Качественное устранение зазоров.
Требуется лишь тонкий слой.

Недостатки:

Пачкается при нанесении.
Высыхает.
Требуется достаточное давление.

Подведём итоги. Термопрокладки являются хорошим вариантом, в особенности для ноутбука, но нужно ответственно подойти к их выбору. Лучше взять хорошую термопасту вместо дешёвых некачественных термопрокладок. Также при выборе последних вы можете ориентироваться на тип и качество материала. Это даёт дополнительную возможность контроля над своей системой.

СОВЕТ. Если цена имеет для вас существенное значение, лучше сделать выбор в пользу термопасты. Вам понадобится нанести лишь тонкий слой, чтобы добиться хорошей теплопроводности. Более того, чем тоньше будет этот слой, тем лучше будет теплопроводность. Термопрокладки практически всегда значительно толще необходимого слоя термопасты.

Также термопаста значительно лучше справляется с выравниванием поверхностей. Поскольку она является вязким веществом, эта субстанция способна заполнять как мельчайшие зазоры, так и достаточно крупные неровности. Она справляется с этой задачей значительно лучше, чем термопрокладки, которые не имеют способности «затекать» во все углубления. Если поверхность ваших комплектующих или радиатора имеет значительные неровности, лучше отдать предпочтение термопасте.

Когда вы определитесь с выбором, желательно установить программу контроля температуры комплектующих и некоторое время отслеживать показатели, чтобы убедиться, что ваш выбор оказался верным.

Здравствуйте, читатели нашего техноблога. На повестке дня у нас один интересный вопрос, который звучит следующим образом: «Термопрокладка или термопаста что лучше для процессора?».

Вопрос довольно сложный, потому как определенного ответа на него нет. Если совсем грубо, то между теплораспределительной крышкой ЦП и радиатором кулера системы охлаждения прокладку ставить нельзя по той причине, что последняя очень толстая и в принципе не предназначена для подобных вещей. Но давайте по порядку.

Что такое термопаста?

Данный тип термоинтерфейса представляет собой густую силиконоподобную пластичную массу с клейкими характеристиками и очень высокой теплопроводностью, что позволяет составу максимально плотно притягивать 2 металлических объекта и вымещать из поверхности мельчайшие пузыри воздуха, которые теплообмену явно не способствуют.

К основному минусу пасты стоит отнести ее высыхание через определенный период эксплуатации. Срок использования материала колеблется от 1 до 3 лет в зависимости от производителя, нагрузок, температур и прочих факторов.

Главное – не игнорировать повышенные обороты вентиляторов или повышение тепла и тогда все будет в порядке.

Подробней о том, как подобрать термопасту для процессора – . В этой же статье вы узнаете, чтобы случайно не выдавить лишнее, штука ведь не из дешевых.

Что такое термопрокладка

Так называемая «терможвачка» (она же просто жвачка, термоклей, терморезинка и т.д.) также широко используется для охлаждения важных компонентов ПК, но зачастую это далеко не процессор.

В подавляющем большинстве случаев интерфейс клеится на цепи питания, мосфеты, северный и южный мосты, чипы памяти видеокарты и т.д. также можно видеть термопрокладки в смартфонах и ноутбуках, где не требуется высокий теплоотвод, а радиатор банально негде разместить.

Прокладки делятся по нескольким характеристикам:

Количество проводимого тепла;
Толщина (варьируется от 0,5 до 5 мм);
Конструкция (один или два слоя, при этом клеевой могут быть обе стороны, либо одна);
Материал‐основа (керамика, алюминий, силикон, медь и т.д).

Некоторые «одаренные» умудряются делать основу из бинта, пропитанного густым слоем термопасты, чего делать категорически нельзя.

Что выбрать?

Решили организовать грамотный компьютерный обдув? Тогда следуйте следующим советам:

Термопрокладка всегда будет уступать пасте, если расстояние между теплопроводящими поверхностями измеряется десятыми и сотыми долями миллиметра (пространство между кулером ПК и процессором). В то же время жвачка отлично вписывается в общую картину, если расстояние между деталями от 1 до 3–4 мм. Такой слой пасты вы в любом случае не положите, к тому же она банально растечется;
Прокладка хороша, если применяется для охлаждения чипов памяти радиаторами. Здесь как раз важно большое отдаление элементов друг от друга;
Терможвачку нельзя пережимать более чем на 70%, иначе материал теряет все свои теплопроводящие свойства и становится, по сути, бесполезным куском липкой резины;
Термопрокладки при прочих равных служат дольше пасты, однако последнюю гораздо проще заменить на новую, поскольку для этого требуется только паста, шпатель (палец) и несколько ватных тампонов. Жвачка капризна сама по себе, а касание грязным пальцем к ней автоматически приводит слой в негодность.

Если подвести итог, то использовать прокладку вместо пасты так же бесполезно, как и термоинтерфейс вместо жвачки – они имеют хоть и схожее предназначение, но совершенно разные функции. Так что не стоит эксплуатировать изделие только потому, что оно теплопроводящее – вы ведь не моете голову автомобильным или собачьим шампунем.

Одной из причин сбоев в работе электронных чипов является перегрев. Он ведёт не только к ошибкам в работе оборудования, но и к деградации элементов, значительно уменьшая сроки их эксплуатации.

Применение охлаждающих радиаторов помогает избежать перегревания видеокарты или процессора. Но для нормальной передачи тепла от чипа к радиатору пустое воздушное пространство между ними обязательно заполняется термоинтерфейсом - слоем вещества, характеризующимся высокой теплопроводностью. Воздух имеет низкую теплопроводность - 0,022 Вт/м*К , а, например, термопаста КПТ-8 - 0,7 Вт/м*К .

Термопаста

Теплопроводящая паста представляет собой густое, похожее по консистенции на зубную пасту, многокомпонентное вещество. В её состав входят различные минеральные, синтетические, а также металлические компоненты. Является самым распространённым материалом для корректного охлаждения любой электроники.

Паста выполняет несколько функций:

Заполняет микрозазоры между чипом и радиатором.
Улучшает параметры теплопередачи.

Термопрокладка

Термопрокладка представляет собой пластинку из теплопроводящего материала, которая помещается между нагревающимся элементом и системой охлаждения.

Различаются прокладки по:

Теплопроводности.
Материалу (керамика, силикон, резина, металл, например, медь или алюминий)
Толщине (от 0,5 до 5 мм)
Количеству слоёв или клеящих поверхностей.

Не стоит покупать, а тем более использовать прокладки, выпущенные год и более тому назад.

Что общего

Стоимость. Цена термопасты и термопрокладки одного класса приблизительно одинакова. Главное не экономить, а брать продукт, максимально подходящий именно для вашего ноутбука. Иначе сэкономленная сотня рублей может вылиться в дорогой ремонт, как отдельных компонентов компьютера, так и всего устройства.
Замена одного интерфейса другим. Не рекомендуется. Обычно это действие минимум ведёт к увеличению температуры чипа. Например, вся конструкция охлаждения процессора может быть рассчитана на определённое расстояние между чипом и кулером. Если система изначально была в равновесии с помощью термопрокладки, то замена её на термопасту приведёт не только к худшему прилеганию радиатора и процессора, но и расшатыванию креплений системы охлаждения.
Возможность одновременного использования. В большинстве случаев данное действие не имеет смысла, так как ведёт к ухудшению теплопроводности. Единственным вариантом одновременного использования термопрокладки и теплопроводной пасты - когда прокладка представляет собой металлическую пластину. Тогда паста нужна для заполнения зазоров между пластиной, чипом, радиатором.

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.

Что и когда применять

Прокладки и пасты бывают как плохого, так и хорошего качества, а потому некорректно сравнивать хорошую прокладку с плохой пастой, и наоборот.

Если же сравнивать интерфейсы одинакового качества, то для ноутбука чаще всего подходит термопрокладка. Но она должна быть с высокой теплопроводностью, так как из-за конструкционных особенностей процессор и видеокарта в ноутбуке сильнее нагреваются, чем в ПК. Благодаря своим амортизационным свойствам, хорошая прокладка смягчает жёсткие условия эксплуатации устройства: постоянные переносы с места на место, тряску и вибрации, изменение положения с горизонтального на вертикальное.

Важным фактором при выборе термоинтерфейса является расстояние между тепловыделяющим компонентом и устройством отвода тепла. Например, если между процессором и радиатором зазор не превышает 0,3 мм , то паста - лучший вариант. Но уже при 0,5 мм и больше её эффективность падает. Во-первых, слишком толстый слой пасты хуже проводит тепло, а во-вторых, она может растечься по поверхности платы. Всё это может привести к поломке - возгоранию. В этом случае оптимальным становится использование термопрокладки.

Применение термопрокладки также обосновано, когда для отвода тепла от охлаждаемых элементов используется только один радиатор. Обычно чипы на плате имеют разную высоту, а прокладка, за счёт сжимаемости, способна сгладить эту разницу. Таким образом, для всех элементов обеспечивается нормальный отвод тепла. Теплопроводящая паста в этой ситуации не только малоэффективна, но даже вредна.

Не стоит противоречить замыслу производителя. Если изначально в ноутбуке используется термопаста, не заменяйте её на прокладку, и наоборот.

Для того, чтобы ноутбук прослужил долго, нужно не забывать регулярно менять все его термоинтерфейсы. Также полезно знать рабочие температуры основных жизненно важных узлов устройства, потому что правильный температурный режим является залогом долгой, безотказной службы устройства. А держать руку на пульсе помогут такие программы, как Everest или Aida 64 .

В ноутбуке есть комплектующие, которые очень сильно нагреваются в процессе работы. Это нормально, и для отвода тепла из корпуса используются специальные технологии охлаждения в виде термопрокладок для ноутбуков. Однако со временем они могут приходить в негодность и требовать замены. Это будет сказываться на сильном нагреве корпуса, а иногда ноутбук будет просто отключаться. Если это происходит, то самое время идти в сервисный центр либо попытаться самостоятельно произвести замену термопрокладки в ноутбуке. Сделать это несложно, хотя повозиться придется. Но для начала нужно понять, как там все устроено.

Что такое термопрокладка для ноутбука?

Есть такое понятие как "термоинтерфейс". Он представляет собой слой между процессором и радиатором и предназначается для увеличения теплопроводности и снижения теплового сопротивления. Часто используется для этой цели термопаста - вещество с высокой теплопроводностью. Вопреки распространенному мнению, термопаста ничего не охлаждает, она просто усиливает эффективность передачи тепла от нагревающегося процессора к радиатору.

Вторым по популярности тепловым интерфейсом является термопрокладка для ноутбука. Это небольшая пластинка, устанавливаемая между процессором (или другим нагревающимся элементом) и радиатором (охлаждающим элементом). Прокладка является эластичной, и она идеально заполняет возможные зазоры, которые почти всегда есть между поверхностями. Также считается, что эта пластина лучше справляется со своей работой, т. к. паста не может справиться с большим объемом работ.

В зависимости от размера микросхем, можно подобрать правильную прокладку. Они бывают разных размеров и толщины. Кто-то советует подбирать прокладку толщиной 1 мм, но в идеале необходимо замерить старый термослой и выбрать прокладку такой же толщины. А вот использовать старый слой нельзя, иначе чипсет будет перегреваться, что постоянно будет приводить к отключению компьютера. Со временем микросхемы будут плавиться и в конечном итоге расплавятся полностью.

Керамические прокладки

Термопрокладки могут быть выполнены из керамики, меди, силикона. Из этих трех материалов керамика является лучшим проводником тепла, поэтому она отличается более высокой эффективностью. Самые лучшие те, которые произведены из нитрида алюминия - керамики. Несмотря на название, это все равно керамика с классными характеристиками. Прокладка из этого материала устойчива к температурным или химическим воздействиям, она реально уменьшает рабочие температуры полупроводников и в процессе нагрева не теряет своих свойств проводника тепла.

Силиконовые

Силикон также устойчив к высоким температурам и очень часто используется в ноутбуках для отвода тепла от процессора и мостов. Также может применяться как термопрокладка для видеокарты ноутбука. Используется силикон в тех случаях, когда нет контакта между двумя поверхностями. является более эффективной по сравнению с термопастой. К тому же она эластична и может сжиматься или разжиматься, тем самым более эффективно заполняя пустое пространство.

Медные

Медные прокладки обладают более высокой теплопроводностью, но их использовать сложнее. Для установки такой прокладки необходим герметик, который закроет просвет между радиатором и нагревающейся поверхностью. Использование такого слоя изоляции трудоемко, но это оправдывается более высокой эффективностью.

Чем заменить термопрокладку в ноутбуке?

Если вы раскрутили свой ноутбук и обнаружили, что прокладка нуждается в замене, а купить ее негде, то можно попробовать сделать ее самостоятельно. Изготовить термопрокладку для ноутбука своими руками несложно. Способов существует несколько. Наиболее популярный из них предполагает использование бинта.

Для этого нам необходимо сложить в бинт в 4-5 слоев. Предварительно его можно пропитать в термопасте, ведь если просто намазать ее на бинт, то он расползется. Теперь прикладывайте бинт к процессору, и если он будет немного выпирать за границы, то ничего страшного. Главное, чтобы ваша прокладка плотно прилегала.

Результаты тестирования этого слоя особо не впечатляют. Такая термопрокладка для ноутбука не позволяет процессору нагреваться свыше 80 0 С при просмотре фильма, но если нагрузить ноутбук играми, то он аварийно выключится. Но на время такой вариант сгодится.

Алюминиевая пластина (или медная) станет лучшим вариантом для самодельной прокладки. Алюминий (как и медь) обладает хорошей теплопроводностью. Для изготовления нам нужен небольшой лист толщиной всего 1 мм. Но достать такой сложно. Как вариант, можно заказать на "Алиэкспрессе".

Вырезать прокладку можно на глаз и не выверять точность до миллиметра. В теории, чем больше будет площадь пластины, тем больше тепла она сможет отвести. Главное, чтобы пластина очень плотно прилегала к поверхности. Мастера, проверившие метод на практике, рассказывают, что после установки пластины и запуска ноутбука программа тестирования температуры показывала 50 0 С. Но это в режиме покоя, а при включении фильма температура поднялась до 68 0 С. Это хороший результат.

Китайские прокладки

На том же "Алиэкспрессе" можно заказывать китайские термопрокладки для ноутбуков. Они совсем не оправдывают ожидания, и после включения ноутбук нагревается мгновенно. Никакого эффективного отвода тепла от таких прокладок ждать не стоит. При просмотре видео температура процессора поднимается выше 90 0 С, что близко к критической отметке.

Термопаста как альтернатива

Слой термопасты толщиной 0,1 мм оказался наихудшим вариантом. После начала просмотра видео процессор нагрелся до 98 0 С и аварийно отключился. Поэтому не всегда уместно просто менять термопасту или использовать ее как замену термопрокладке. Ее эффективность хуже, причем настолько, что даже система аварийно отключается.

В любом случае указанные самодельные прокладки для постоянного использования не подойдут, однако на небольшой промежуток времени можно брать их. К тому же такие прокладки не позволят нагружать ноутбук более-менее серьезно, поэтому не стоит их рассматривать как постоянный вариант охлаждения процессора.

В современных электронных устройствах, и в первую очередь в портативных и мобильных, мы часто встречаем так называемые «терморезинки», выполняющие функцию термоинтерфейсов. Эти терморезинки обеспечивают передачу тепла от чипов к их радиаторам, т.е. заменяют собою хорошо известные теплопроводные пасты. Так в чем же преимущество «терморезинок» перед пастами, так ли они хороши, почему применяют именно их, все ли терморезинки одинаковы, и чем отличатся друг от друга. Все эти вопросы мы решили обсудить с нашими читателями.

В настоящее время «терморезинки» (но далее мы их будем называть термопрокладками) нашли самое широкое применение. И если в настольных Desktop-платформах продолжается использование традиционных термоинтерфейсов в виде термопаст, то в носимых устройствах и устройствах, подвергающихся механическим вибрациям (DVD-приводы, HDD и т.п.) мы встречаем преимущественно термопрокладки, имеющие значительную толщину.

Применение именно термопрокладок обусловлено несколькими соображениями.

Во-первых, основное преимущество термопрокладок – их значительная толщина – от 0.5 до 5 мм (а иногда и больше). Это позволяет использовать их для заполнения достаточно больших зазоров между электронным компонентом и радиатором. А следует понимать, что большие зазоры означают меньшую прецизионность системы охлаждения, а это, в первую очередь, очень существенно для таких приложений, как ноутбуки. Получается, что производители устройств могут снизить стоимость всей системы за счет снижения затрат на точную «подгонку» системы охлаждения. А в настоящее время именно низкая стоимость становится самым главным потребительским качеством любого продукта.

Кроме того, большие зазоры в системе охлаждения имеют и чисто конструктивную необходимость. Дело в том, что портативная и мобильная техника подвергается значительным вибрациям. Также немаловажно, что малые габариты этих устройств препятствуют использованию в них полноценных систем охлаждения, что приводит к значительному разогреву чипов, и как следствие к их значительным температурным деформациям. При слишком жестком креплении системы охлаждения в этом случае могут возникать механические напряжения, способствующие повреждению чипов и нарушениям пайки. В связи с этим, разработчики вынуждены обеспечивать определенную подвижность в креплении системы охлаждения, а это возможно лишь созданием достаточно больших зазоров.

Во-вторых, термопрокладки эластичные, и поэтому система охлаждения становится достаточно подвижной, и без жесткого крепления удается создать приемлемый теплоотвод. Отсутствие жесткого крепления в системе охлаждения позволяет предотвратить повреждения чипов при температурных деформациях, как самих чипов, так и элементов системы охлаждения.

Термопрокладки, являясь термоинтерфейсом, должны обладать как можно большей теплопроводностью. Давайте для начала определимся в критериях и основных характеристиках теплопроводности.

Для характеристики термоинтерфейсов традиционно применяют два основных параметра:

Тепловое сопротивление (Thermal Resistance );
Теплопроводность (Thermal Conductive ).

Тепловое сопротивление

Тепловое (термическое) сопротивление – это способность тела (его поверхности или какого-либо слоя) препятствовать распространению теплового движения молекул. Физики различают несколько типов теплового сопротивления. Мы же остановимся только на тех, которые обычно указываются в описаниях термоинтерфейсов.

В развернутых характеристиках термоинтерфейсов серьезные производители приводят два варианта теплового сопротивления.

Во-первых, это, непосредственно, тепловое сопротивление (Thermal Resistance ), обозначаемое [Rth ]. Иногда для этого параметра можно встретить термин «абсолютное термическое сопротивление». Этот параметр является величиной, обратной коэффициенту теплопроводности. Единицей измерения является [K/W ] (Кельвин/Ватт ).

Во-вторых, это, термический импеданс (Thermal Impedance ), обозначаемый [Rti ]. Эта характеристика учитывает площадь теплопередачи, и измеряется в [K*m 2 /W ] (Кельвин*квадратный миллиметр/Ватт ). Но часто в таблицах используют производные величины, например площадь могут указать в квадратных дюймах или в квадратных миллиметрах, а температуру указывают, либо в градусах Кельвина, либо в градусах Цельсия. Приведем два примера обозначения одного и того же значения температурного импеданса:

108 ºС*mm 2 /W (градусов Цельсия на квадратный миллиметр);
0.18 K*in 2 /W (градусов Кельвина на квадратный дюйм).

Физический смысл теплового сопротивления предполагает, что его величина для хорошего термоинтерфейса должна быть, как можно меньше.

Теплопроводность

Теплопроводность – это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела к менее нагретым частям, осуществляемый хаотически движущимися частицами (атомами, молекулами, электронами и т. п.). Теплопроводностью называется также количественная характеристика способности тела проводить тепло.

Способность вещества проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности (удельной теплопроводностью). Численно эта характеристика равна количеству теплоты, проходящей через образец материала толщиной 1м , площадью 1м 2 , за единицу времени (секунду) при единичном температурном градиенте. Коэффициент теплопроводности измеряется в [Вт/(м K) ] , а в зарубежных источниках эта величина обозначается [W/mK ]. Обозначается теплопроводность символом [  .

Физический смысл теплопроводности предполагает, что чем выше ее значение, тем это лучше для термоинтерфейса. Именно эту характеристику и принято указывать в качестве основного параметра термоинтерфейса, и именно по значению теплопроводности сравнивают различные термоинтерфейсы.

После небольшой теоретической подготовки вернемся к термопрокладкам. Как и практически любой товар в современном мире, термопрокладки выпускаются целым рядом производителей, причем каждый из этих производителей предлагает сразу несколько типов термопрокладок.

Во-первых, и самое главное, термопрокладки различаются теплопроводностью.

Во-вторых, каждый тип термопрокладок, представлен несколькими вариантами толщины (от 0.5 мм до 5 мм).

В-третьих, термопрокладки могут отличаться «конструктивно», т.е. могут иметь одну или две клеящих поверхности, могут быть однослойными и двухслойными.

Поэтому при выборе термопрокладки для обеспечения надежного и качественного теплоотвода, необходимо определить ее тип и подобрать требуемую толщину.

Как же различать термопрокладки? Естественно, для этого необходимо обратиться к документации производителя термоинтерфейсов. При отсутствии такой документации, следует попытаться выяснить все параметры термоинтерфейса у продавца, которому вы доверяете. Если же и здесь неудача, то возможно, лучше отказаться от использования подобных «безродных» термопрокладок, т.к. действие наугад в таком важном деле, как система охлаждения, выглядит совсем непрофессионально.

Чтобы иметь возможность отличать один тип термопрокладок от другого, их производители используют цветовую маркировку, т.е. термопрокладки с разными характеристиками имеют различные цвета.

Четких и однозначных правил по маркировке термопрокладок не существует, и каждый производитель может реализовать собственную градацию своей продукции, и использовать такие цвета для выпускаемых термопрокладок, какие ему захочется. Приходилось встречать попытки отдельных специалистов найти зависимость теплопроводности прокладок и их цвета.

Попробуем и мы.

Анализ большого количества документации на термопрокладки разных производителей позволяет выявить некоторую тенденцию (но весьма неочевидную) с цветовой маркировкой.

Так как основной характеристикой термоинтерфейсов, к которым относятся и термопрокладки, является теплопроводность, то именно эта характеристика положена в основу цветовой классификации.

серый – теплопроводность 5 W/mK ;
голубой – теплопроводность 3 W/mK ;
зеленый – теплопроводность 1.5 W/mK;
розовый – теплопроводность 1 W/mK .

Здесь мы перечислили основные цвета, используемые в производстве термопрокладок, хотя существуют и другие. Так, например, производитель Kerafol , выпускающий термопрокладки под торговой маркой Keratherm, использует и другие цвета для маркировки:

желтый (1 W/mK )
оранжевый (2.5 W/mK );
«шоколадный» (4.2 W/mK ),
коричневый (5 W/mK ),
фиолетовый (5.5 W/mK ),
серый (6 W/mK )

Один и тот же цвет (в особенности серый) может соответствовать термопрокладкам с разной теплопроводностью, поэтому не следует слепо доверять цветовой классификации, хотя при отсутствии какой-либо другой достоверной информации, можно воспользоваться приведенной выше классификацией.

У еще одного производителя термопрокладок – компании Laird – цветовая гамма, используемая для термопрокладок очень скудная. Почти все их прокладки светло-серого или белого цвета имеют самые различные значения теплопроводности: от 1 до 5 W/mK . И только термопрокладки с теплопроводностью 2.8-3.0 W/mK , имеют розовый, голубой, сине-фиолетовый и темно-серый цвет. Все эти многоцветные термопрокладки с одной величиной теплопроводности принадлежат к разным семействам (Tflex 500 Series, Tflex 600 Series, Tflex SF600 Series, Tflex HR600 Series) . Различия в характеристиках всего многообразия этих термопрокладок можно изучить по информации размещенной на корпоративном сайте компании Laird.

Из приведенных конкретных примеров реальных производителей можно еще раз сделать вывод о непредсказуемости цветовой маркировки термопрокладок. В этой связи еще раз следует подчеркнуть важность достоверной информации о продукте, размещенной на официальном сайте производителя.

Здесь же хочется обратить внимание на термопрокладки торговой марки Coolian , которые в настоящее время продаются повсеместно, и имеются в наличии почти у всех компаний, реализующих электронные компоненты и различные расходные материалы к ним. Термопрокладки Coolian представлены очень широким ассортиментом, как по теплопроводности (от 1 до 5 W/mK ), так и по толщине (от 0.5 до 5 мм). Термопрокладки Coolian разной теплопроводности имеют различные цвета:

серый (5 W/mK )
голубой (3 W/mK )
светло-серый (3 W/mK )
розовый (1 W/mK )

На соответствующем сайте даже можно найти основные характеристики этих термопрокладок. Но есть один момент, который настораживает. Дело в том, что официального сайта производителя этих прокладок найти не удалось. Ни страны, ни города, ни названия фирмы-производителя, ни тем более адреса и контактных данных – ничего этого нет. Есть только Интернет-сайт реселлера, на котором не удалось найти DataSheet"ов в виде PDF-файлов с графиками термопроводности и прочими соответствующим атрибутами. Серьезные компании так себя не ведут. Короче, неясно кто производит термопрокладки Coolian (можно, конечно, догадываться), а соответственно и полного доверия к такой продукции мы не испытываем. Но критерием, как мы считаем, все-таки, должна быть практика, и сходу отвергать неизвестный продукт, пожалуй, не стоит. При использовании этих термопрокладок, наверное, следует посерьезнее отнестись к вопросу тестирования температурных режимов системы.

Все, сказанное в предыдущем абзаце, можно отнести и к термопрокладкам, распространяемым под торговой маркой Phobia . На сайте не приводится никакой информации об этих термопрокладках, кроме теплопроводности и цены.

Теплопроводность и деформации

При фиксации системы охлаждения термопрокладки достаточно сильно деформируются, сжимаясь до толщины зазора между чипом и радиатором. В процессе такого сжатия толщина прокладок иногда уменьшается почти в два раза. Изменяются ли, и каким образом изменяются характеристики термопрокладок при таких серьезных деформациях?

Некоторые специалисты высказывают мнение, что значительная деформация ухудшает теплопроводность терморезинок. Возможно это и так. Но давайте, все-таки, попробуем с этим вопросом разобраться.

Если деформация действительно и ухудшает свойства прокладок, то такая деформация должна быть очень большой, т.е. должна быть, фактически, разрушающей. И что означает сильная деформация? Сжатие термопрокладки в какой степени (в два, в три, в четыре раза или больше) можно считать сильным? Однозначных и достоверных данных на этот счет найти не удалось, но попытаемся обратиться к документации производителей термопрокладок.

Производители термопрокладок в своих описаниях утверждают, что, наоборот, при уменьшении толщины прокладки (т.е. при ее сжатии) теплопроводность только возрастает. Однако в DataSheet"ах рассматривается сжатие термопрокладок в 2...2,5 раза. Возможно, что дальнейшее сжатие (в три и более раз) будет приводить к разрушению их структуры и ухудшению их свойств.

Если же обратиться к официальной документации производителей, то можно говорить, что при уменьшении толщины прокладки ее теплопроводность возрастает. Но зависимость здесь нелинейная. Еще следует подчеркнуть, что зависимость теплопроводности от степени сжатия является индивидуальным свойством каждого вида термопрокладки. Даже для термопрокладок одного типа, но разной толщины, эти зависимости различаются. Обычно у более толстых термопрокладок теплопроводность увеличивается гораздо в большей степени при одинаковой степени деформации.

На рис.1 мы приводим зависимость термического сопротивления от толщины прокладки. В качестве примера мы выбрали прокладки Keratherm типа 86-500. График зависимости можно найти в DataSheet на эти прокладки. Обратите внимание, что график показывает зависимость термического сопротивления от толщины, а, как мы помним из вводной теоретической части, теплопроводность является обратной величиной термического сопротивления. На графике приведены зависимости для термопрокладок одного типа, но четырех разных начальных толщин (от 0.5 мм до 3 мм). Думается, что комментарии здесь излишни.

Рис.1 Зависимость теплового сопротивления от степени сжатия термпрокладок Kerafool Keratherm 86-500

Механические характеристики термопрокладок

К важным характеристикам термопрокладок относят и их механические свойства, такие как твердость, способность сжиматься, выдерживать механические деформации. Ожидаемо, что чем мягче термопрокладка (при прочих равных характеристиках) тем лучше, так как она будет оказывать меньшее давление на чип.

Для оценки жесткости термопрокладок обычно используют два параметра:

твердость ;
модуль Юнга .

Твердость

Твердость по Шору (Hardness) – это один из методов измерения твердости материалов путем вдавливания. Как правило, используется для измерения твердости низкомодульных материалов, таких как, полимеры (пластмассы, эластомеры, каучуки и т.п.).

Метод и шкала были предложены Альбертом Ф. Шором в 1920-х годах. Он же разработал соответствующий измерительный прибор, называемый дюрометром. Метод позволяет измерять глубину начального вдавливания, глубину вдавливания после заданных периодов времени или и то и другое вместе.

Метод является эмпирическим испытанием. Не существует простой зависимости между твердостью, определяемой с помощью данного метода, и каким-либо фундаментальным свойством испытуемого материала.

Твёрдость по Шору обозначается в виде числового значения шкалы, к которому приписывается буква, указывающая тип шкалы.

Пример 1 : [Твёрдость по Шору 80A] (твердость составляет 80 единиц по шкале А ).
Пример 2 : [Твердость по Шору (00) 25] (твердость составляет 25 единиц по шкале ОО ).
Пример 3 : (твердость составляет 70 единиц по шкале ОО ).

Тип шкалы зависит от способа измерения деформация материала. Так, например, при измерении по шкале [А ] материал деформируют острым клином. А при измерении по шкале [OO ] (что традиционно применяется для термопрокладок) вдавливание осуществляется закаленным стальным шариком диаметром 2.38 мм при прижимном усилии, равном 400 г .

Мы не будем приводить все многообразие материалов и соответствующие им значения твердости. Ограничимся лишь примером из шести материалов, всем хорошо известных. Данные мы приводим в соответствии со шкалой (см. таблицу 1).

При установке новой термопрокладки, по возможности, желательно устанавливать прокладки с таким же или с меньшим значением твердости. Анализ характеристик термопрокладок показывает, что твердость по Шору (ОО) составляет от 20 до 80 единиц. Твердость по Шору (ОО) является главным параметром, описывающим механические свойства термопрокладок, и поэтому в обязательном порядке приводится в DataSheet"ах на термопрокладки.

Рис.2 Выдержка из DataSheet на термопрокладки семейства Tflex SF600 производства компании Laird Technologies. В документации приводится только твердость по Шору.

Модуль Юнга

М одуль Юнга – Youngs Modulus (модуль упругости) – физическая величина, характеризующая свойства материала сопротивляться растяжению или сжатию при упругой деформации. Назван в честь английского физика XIX века Томаса Юнга. В Международной системе единиц (СИ) измеряется в ньютонах на квадратный метр или в паскалях .

Естественно, что чем больше эта величина, тем большее давление оказывает термопрокладка на чип при фиксации системы охлаждения. Чаще всего модуль Юнга в документации на термопрокладки указывается при условии сжатия термопрокладки до половины ее толщины.

Следует отметить, что не все производители указывают модуль Юнга для своих термопрокладок, считая этот параметр не таким значимым.

Рис.3 Выдержка из DataSheet на термопрокладки семейства Keratherm 86/xxx производства компании Kerafol. Здесь в документации приводится информация не только о твердости по Шору, но и по значению модуля Юнга.

Электрические характеристики термопрокладок

Большинство термопрокладок, использующихся в качестве термоинтерфейсов для процессоров, чипсетов, мощных ключей и т.п., являются диэлектриками, не проводящими электрические токи. Диэлектрики характеризуются напряжением пробоя, которое у термопрокладок превышает значение 1 кV . Таких напряжений на процессоре не бывает, а поэтом всерьез учитывать этот параметр мы не станем.

Известно, что штатные термопрокладки через некоторое время, теряют эластичность и теплопроводность. Поэтому старые термопрокладки необходимо менять при проведении профилактических или ремонтных работ.

Как правило, термопрокладки имеют одну липкую поверхность, что необходимо для их монтажа и обеспечения лучшей теплопроводности. Некоторые термопрокладки сделаны с двумя липкими поверхностями. Производитель может защитить липкую поверхность термопрокладки защитной пленкой, которую необходимо убрать в момент установки. Если толщина имеющейся термопрокладки меньше зазора между радиатором и чипом, то можно использовать вместе несколько прокладок для достижения необходимой толщины.

Следует быть очень осторожным при повторном перемещении прокладки с алюминиевой или анодированной поверхности, т.к. ее очень легко разорвать или она может расслоиться.

Установку термопрокладки следует осуществлять в следующем порядке:

Отрезать необходимое количество материала, размером с чип или чуть больше.
Удалить пленку с липкой поверхности термопрокладки (при ее наличии).
Предварительно слегка согнув прокладку, наподобие рулона, уложить, начиная с края, на поверхность, т.е. термопрокладку необходимо раскатать на поверхности чипа. Это необходимо для удаления воздуха в месте контакта термопрокладки и чипа.
Придерживая прокладку за край, удалить вторую защитную пленку (при ее наличии).
Установить радиатор.

При установке новой термопрокладки следует обратить внимание на то, что ее толщина должна быть на 0,1...0,5 мм больше, чем толщина деформированной части старой прокладки.

Но как быть, если толщина термопрокладки неизвестна, или имеется термопрокладка меньшей толщины? Поступить в этом случае можно следующим образом.

Установить термопрокладку, толщиной 0.5мм на чип так, как это было описано ранее.
Установить и закрепить радиатор системы охлаждения винтами.
Открутить и снять радиатор.
Проверить, была ли прижата термопрокладка радиатором, удостоверившись в наличии или отсутствии области деформации, оставленной на термопрокладке чипом.
Если термопрокладка не была прижата, установить ещё одну термопрокладку, поверх предыдущей, согласно вышеописанной инструкции.
Повторить шаги 2-5 до тех пор, пока термопрокладка не окажется прижатой

Результирующая теплопроводность нескольких термопрокладок будет не хуже, чем одной целой, если все слои были уложены правильно (по крайней мере, так заявляют их производители).

Сравнение термопрокладок с термопастами

В заключение обзора, хотелось бы сравнить эффективность термопрокладок с термопастами. Как мы выяснили, основным параметром термоинтерфейса является теплопроводность, поэтому именно эту характеристику мы возьмем в качест

ве основного критерия для сравнения. Итак, простой вопрос: «Термопрокладки лучше или хуже термопаст?»

Если дать такой же короткий ответ, то можно утверждать, что термопрокладки хуже. Преимущества, которые дает их применение, мы рассмотрели в начале статьи, но вот по теплопроводности, в среднем, термопрокладки уступают термоп

Конечно же, не все термопасты одинаковы. Они тоже очень сильно отличаются по теплопроводности. Но лучшие образцы термопаст имеют теплопроводность 8...10 W/mK , что даже для самых лучших образцов термопрокладок является недостижимым значением.астам.

Конечно же, имеются и термопасты с теплопроводностью 1...2 W/mK , и такие термопасты, как мы видим, будут во многих случаях уступать термопрокладкам. Многие специалисты часто применяют пасту КПТ-8 в качестве термоинтерфейса для процессора и чипсета. Так вот, таким специалистам сообщаем, что теплопроводность КПТ-8 не превышает 1.0 W/mK, а при комнатной температуре находится на уровне 0.7 W/mK. Назвать это хорошим термоинтерфейсом, как-то, язык не поворачивается. А поэтому, и в первую очередь, в системах охлаждения ноутбуков, следует воздержаться от использования КПТ-8. Поищите другие варианты. Надеемся, что теперь вы знаете, на что обратить внимание при выборе термоинтерфейса.