Сравниваем термопасту и термопрокладку | Что лучше для ноутбука
Из-за особенностей конструкции ноутбуки очень часто страдают от перегрева. Все комплектующие расположены близко друг к другу, а воздух внутри корпуса практически не циркулирует – и именно поэтому температура «железа» повышается практически экспоненциально. Перегрев, в свою очередь, приводит не только к снижению производительности из-за эффекта троттлинга, но и к сокращению эксплуатационного периода компьютера и появлению риска выхода некоторых деталей из строя.
Поэтому очень важно правильно организовать систему охлаждения в устройстве. А её качество зависит не только от скорости работы вентиляторов и чистоты радиаторов, но и теплопроводности «соединительных элементов» — термопасты и термопрокладки.
В этом материале мы разберёмся, что лучше для ноутбука – термопаста или термопрокладка – а также дадим несколько советов по организации системы охлаждения.
Почему нельзя заменить термопрокладку на термопасту и наоборот
Вы не сможете сделать слой из термопасты по высоте, форме и плотности так, чтобы он мог полностью заменить термопрокладку. Даже если вы сделаете по высоте слой термопасты, как термопрокладку, то тут возникает еще одна проблема. При высыхании термопаста резко теряет свои функции. Микросхемы, от которых нужно отводить тепло, выходят из строя от неотведенного тепла. Термопрокладка же не высыхает. К тому же, сделать идеально ровный слой, как у термопрокладки, не получится никакими методами.
У термопасты не должно быть доступа к воздуху. Тогда как термопрокладка может работать с большими зазорами в системах охлаждениях.
К тому же, термопрокладки применяются в основном на микросхемах, где нет микрозазоров. А они нужны на крышках радиаторов для термопасты, чтобы она могла максимально заполнить контакты между кулером и процессором для максимальной передачи температуры.
Да и термопрокладка как термопаста никуда не годится. Она слишком толстая, и не заполнит все микрозазоры как термопаста.
Назначение
Термопрокладка охлаждает детали компьютера, работающего в высокотемпературном режиме. От ее функции зависит состояние компьютера. Отследить перегрев ноутбука легко. Охлаждающие системы, вентиляторы со временем загрязняются, в них забивается мусор, ноутбук начинается медленно работать, самопроизвольно выключаться, турбина издавать сильный шум, нижняя часть компьютера нагревается быстрее. Такие симптомы говорят о том, что ноутбуку требуется чистка. Кроме прочистки вентиляции и замены термопасты, рекомендовано заменить одноразовые термопрокладки. Повторно их использовать запрещено производителем! Это может привести к тому, что ноутбуку потребуется дорогостоящий ремонт.
Если система охлаждения засорена, это ведет к увеличению температуры внутри корпуса, а затем и к деформации микросхем, видеокарты. Все это сокращает срок службы ноутбука. Компьютер начал медленнее работать? Значит, снижена тактовая частота процессора и видеочипа из-за перегрева. Обратите внимание, если техника часто отключается самостоятельно — срабатывает аварийная система защиты. В этом случае требуется срочная замена термопрокладки. Кроме того, они обладают высокой теплопроводностью, хорошими механическими свойствами (твердые, умеют сжиматься и выдерживать деформации).
Что лучше?
Многих пользователей очень часто мучает вопрос: что лучше, термопаста или прокладка? Здесь можно ответить однозначно, что термопаста имеет гораздо меньшее тепловое сопротивление и намного большую теплопроводность, нежели термопрокладка. Поэтому термопаста используется в тех условиях, где наблюдается наибольший нагрев электронных чипов, чтобы обеспечить максимально эффективную работу системы охлаждения в целом.
Прокладка же используется, как вынужденная мера и в тех случаях, где применение термопасты не приведет к достаточно плотному контакту поверхности чипа и радиатора системы охлаждения. Как уже было сказано ранее, термопрокладка применяется в тех случаях, когда электронные чипы находятся на разной высоте и используют один радиатор системы охлаждения.
Некоторые пользователи умудряются использовать прокладку при монтаже системы охлаждения центрального процессора. Этого делать ни в коем случае нельзя, так как из-за высокого теплового сопротивления термопрокладки центральный процессор будет перегреваться. Все это потому, что от него не будет в нужном количестве отводится тепло, и термопрокладка будет тому явной причиной.
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.
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.
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 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 : Hardness Shore OO – 70 (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 OO (см. таблицу 1).
