На что влияет толщина термопрокладки

Термопрокладка или термопаста что лучше для ноутбука

Автор Administrator
Категория Сервис
Просмотров 39,208
Комментарии 0

Термопрокладка своими руками. Как узнать толщину? Паста или прокладка?

Бум продаж нэтбуков уже закончился — некоторые девайсы уже перешагнули 5-летний рубеж, а многие из них уже требуют обслуживания. Такой форм-фактор накладывает свои особенности на ремонт и разбор устройства, хотя главное отличие нэтбуков не в этом. Дело в том, что вместо термопасты на видеочипе и процессоре там используется термопрокладка.

1. ТЕРМОПРОКЛАДКА

Это специальный термоинтерфейс из силикона, применяемый для охлаждения деталей ПК с высоким температурным режимом работы.

2. ЗАЧЕМ НУЖНА ТЕРМОПРОКЛАДКА, КОГДА ЕСТЬ ТЕРМОПАСТА?

Дело в том, что производители железа не всегда оптимально распределяют видеочип и процессор — они находятся на разной высоте на материнской плате. Таким образом при установке радиатора охлаждения появляются большие зазоры. Большие настолько, что термопасты не хватит, чтобы их закрыть — ведь большой слой термопасты не сможет обеспечить нужного охлаждения.

3. МОЖНО ЛИ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ТЕРМОПАСТУ ВМЕСТО ТЕРМОПРОКЛАДКИ?

По идее, термопрокладкой с большой натяжкой можно назвать густой-густой термопастой — она содержит в себе армирующие элементы, чтобы термопрокладка «не растекалась». Т.е. теоретически густая термопаста сможет заменить не сильно толстую термопрокладку. Однако, как мы уже знаем густой слой термопасты только навредит охлаждению, поэтому использовать её стоит только если зазор не превышает 0,2 мм. И, само собой, стоит использовать термопасту как можно «гуще», вроде КПТ-8 или Tuniq TX-3

4. ТОЛЩИНА ТЕРМОПРАКЛАДКИ ДЛЯ НОУТБУКА — КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ПО ПРОИЗВОДИТЕЛЮ/МОДЕЛИ?

Зазор у каждого производителя свой. Проблема в том, что в мануалах и инструкциях по эксплуатации данный параметр никак не регламентируется. Список по моделям ноутбуков (ПОПОЛНЯЕТСЯ!) Asus Eee Pc 1015PX —

0,8 мм Asus K50AB —

0,5 мм Acer 5738ZG —

1,5 мм Acer Aspire 5741, 5742 —

1 мм Acer Extensa 5220 —

0,5 мм Acer Travelmate 8572(G) —

0,5 мм Acer Aspire 5551, 5552 —

0,5 мм Acer Aspire 5520, 7520 —

1 мм Acer eMachines D640 —

0,5 мм Hewlett packard HP 625 —

0,5 мм Hewlett packard Pavilion dv6 —

0,5 мм Hewlett packard ProBook 4510s —

1,5 мм Hewlett packard 4525s —

1,5 мм Dell Inspiron 7720 —

1мм Lenovo G550 — 1 мм

5. КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ТОЛЩИНУ ТЕРМОПРОКЛАДКИ САМОМУ?

Тут поможет только метод «тыка» в прямом смысле этого слова. Нужно приложить термопрокладку или пластилин, если термопрокладку пока не купили, т.к. боитесь заказать не ту толщину. Далее прижимаете, ставите, закручиваете радиатор. Откручиваете всё заново и смотрим на наш «слепок». На нем должен быть отпечаток кристалла, это значит, что поверхности плотно соприкасаются, а значит у вас верная толщина.

6. МОЖНО ЛИ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ТЕРМОПАСТУ СОВМЕСТНО С ТЕРМОПРОКЛАДОЙ?

В интернете встречается такой совет, как намазать термопрокладку с обеих сторон термопастой. Но по факту — он бесполезен. Термопрокладка создана, чтобы «убрать» зазор между радиатором и чипом. Она, сама по себе, липкая, ровная и хорошо клеится, поэтому дополнительного «заполнения неровностей» не надо . Ответ на вопрос — можно, но вряд ли нужно.

ТЕСТИРОВАНИЕ ТЕРМОИНТЕРФЕЙСОВ

Теперь мы протестируем каждый отдельный способ охлаждения. Тест проходил после полной загрузки ОС и дальнейшим запускам онлайн-фильма в качестве 720р через браузер Google Chrome. Тестирование мы проводили на базе нэтбука Asus EEE PC. Как добраться до термопрокладки для данной модели читайте в другом нашем материале.

Самодельная термопрокладка из бинта

Способ изготовления термопрокладки из бинта уже есть в интернете. Cуть в том, чтобы вырезать из бинта термопрокладку. Делайте бинт в несколько слоёв — в 4-5. Можете обмазюкать его в термпопасте просто покомкав, потому что, если вы будете пытаться намазать его на бинт, то бинт просто расползется — таковы реалии сегодняшних дней — нормального бинта в аптеке не купить. Если он будет выходить за кристалл процессора или видеочипа — нестрашно. Фото с процессора изготовления: Тестирование показало не самый лучший результат — температура выше нормы при нагрузке (

80 градусов), фильм проигрывался с небольшими тормозами. Но одно можно сказать с уверенностью — до выключения ноута по достижению критической точки температуры не дойдёт. Такую прокладку всё-таки стоит рассматривать как временный вариант и/или ограничиться серфингом в сети, в общем, не нагружать ноутбук высокопроизводительными задачами. ИТОГ: СРЕДНИЙ РЕЗУЛЬТАТ (

80 градусов в нагрузке)

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 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)

Термопрокладка из Китая

К сожалению, многие отзывы в сети про китайские термопрокладки — правда. Мы заказали их с aliexpress. Ожидания не оправдались -охлаждения не было и в помине. Процессор стал мгновенно нагреваться. Попробовали слой с двумя термопрокладками — стало только хуже, ведь теперь слой был уже 2мм. Надежда была на то, что давлением радиатора «выдавит» лишнюю термопрокладку и будет хорошее плотное соединение. Но увы ИТОГ: НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ (

86-88 градусов в нагрузке)

Слой термопасты

0,1 мм оказался самым худшим вариантом среди теста. Использовалась термопаста Deep Cool Z5. Результат после начала просмотра превысил 98 градусов и ноутбук аварийно выключился. ИТОГ: ХУДШИЙ РЕЗУЛЬТАТ (

98 градусов в нагрузке)

Термопрокладка для ноутбука своими руками.

Замена термопрокладки в ноутбуке

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. Силиконовая прокладка 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 800С 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 500С. Но это в режиме покоя, а при включении фильма температура поднялась до 680С. 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 900С, 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*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.

Рейтинг термопаст для компьютера и ноутбука

Термопаста — вязкое пластичное вещество, которое наносится на процессор или графический процессор для улучшения теплопередачи. Система охлаждения ноутбука и компьютера включает в себя вентилятор и медную трубку с пластинами, которые соприкасаются с процессором, видеокартой (не во всех моделях) и в зависимости от модели с другими нагревающимися элементами.

Когда компьютер работает, его процессор разогревается, а система охлаждения призвана понижать температуру. Именно поэтому, когда компьютер или ноутбук усиленно что-то грузят, вы слышите гул активно работающего кулера. Пластины медной трубки имеют шероховатую поверхность (микроскопические неровности и царапины). Эти микрополости заполняются воздухом, который имеет низкую теплопроводность, и передача тепла затрудняется. Термопаста используется для того, чтобы эти неровности заполнить и увеличить площадь соприкосновения процессора и пластины. То есть сама по себе она не несёт охлаждающей функции, это лишь проводник. В некоторых случаях вместо термопасты используют термопрокладки. Это силиконовые или резиновые квадратики, как правило, со стороной 1,5 см (для ноутбуков). Они нужны в случае, если зазор между пластиной и чипом слишком велик. В этом случае лучше не заменять их, намазав потолще термопастой, а выбрать в магазине новые подходящие по размеру.

Типы термопаст и их характеристики

Хорошая паста для процессора должна отвечать следующим требованиям:

высокая теплопроводность;
устойчивость к перепадам температур;
способность не высыхать при использовании;
пластичность и вязкость;
негорючесть.

Ключевым показателем, по которому можно выбрать, какая паста лучше, является теплопроводность. Насколько хорошо материал отдаёт тепло с поверхности процессора за единицу времени, влияет на то, насколько быстро он и будет охлаждаться. ВАЖНО. Слой наносимой пасты должен быть максимально тонким. Даже самые высокие характеристики сойдут на нет при большой толщине нанесения. Любая паста обладает намного худшей теплопроводностью, чем металлы. Поэтому она должна лишь вытеснить воздух, а не создать дополнительный слой между элементами. Любые характеристики актуальны только при правильном нанесении.

Замена термопасты на процессоре

Важными показателями, которые помогают выбрать термопасту, являются вязкость и способность выдерживать температуры. Она должна легко заполнять пространство и выдерживать долгие тепловые нагрузки. Заменять рекомендуется после года работы.
Различают неметаллические термоинтерфейсы и на основе металлического порошка. У металлов выше теплопроводность, но при контакте с элементами микросхем они могут вызвать замыкание, о чём нужно помнить при нанесении.
Не существует отдельных видов для компьютера или для ноутбука. Состав, назначения и характеристики не различаются. Единственное, что можно сказать, это повышенные требования к качеству и частоте замены на ноутбуке. Если на стационарном PC мало кто, вообще, задумывается о замене теплопроводящих материалов, то ноутбуки без этого начинают перегреваться, зависать и выключаться. При последующем включении система выведет сообщение о том, что была достигнута критическая температура процессора (обычно это выше 100 градусов по Цельсию) и устройство было экстренно отключено. Это происходит для предотвращения возгорания. Проблема рано или поздно становится актуальной для любого ноутбука. Это расплата за компактные размеры при высоких требованиях к мощности и производительности. Поэтому лучше отнеситесь к выбору термопасты для процессора ноутбука с особой тщательностью.

Лучшие термопасты

В интернете много статей упоминают марку КПТ-8, называя её самой часто используемой и доступной. На каком основании сделаны такие заключения, сложно понять. Возможно, её используют сервисы, чтобы снизить свои расходы, не особо заботясь о качестве услуги. Или чтобы потом сказать, что проблема вашего устройства не в плохой теплоотдаче, а в выходе оборудования из строя и нужно приобрести у них какую-то деталь или произвести ремонт. Характеристики КПТ-8 настолько низки, что лучше не вносить её в рейтинг, а просто рассмотрим как базу для сравнения:

теплопроводность 0,65 Вт/(м·К) при 100 °C;
по составу кремнийорганическая с оксидом цинка;
Обычно продаётся большими расфасовками по 125 грамм

Производится разными компаниями, причём продукты разных фирм существенно отличаются между собой. У одного производителя может быть слишком жидкой, а у другого, наоборот, густой и сложной в нанесении. Но лучше выбрать более эффективные и современные варианты. Вряд ли для вас будет играть роль цена, но с намного лучшими характеристиками. Согласитесь, по сравнению со стоимостью деталей и самого ноутбука это незначительные затраты. Ведь перегрев ведёт к ускоренному износу элементов. Ниже представлен рейтинг лучших предложений термопаст для процессора на сегодняшний день:

Arctic Cooling MX-2 — не содержит силиконовых компонентов и металлов. Соответственно, прекрасно наносится, долго сохраняет свою форму и свойства, не проводит электричества, что исключает возможность замыкания. Характеристики:
- теплопроводность 5,6 Вт/(м·К);
- достигает производительности после 150 часов работы;
- максимальная рабочая температура 150 градусов;

Arctic Cooling MX-2 обладает отличным показателем вязкости, однородности, легко наносится тонким слоем. Из минусов можно назвать быстрое высыхание. При высокой нагрузке этот период может составлять 3–6 месяцев.

Термопаста Arctic Cooling MX-2

Arctic Cooling MX-4 — новейшее предложение той же компании. Переняв все плюсы у MX-2 и приняв к сведению критику MX-3, новая термопаста стала одной из наиболее используемых в настоящее время. Характеристики:
- теплопроводность 8,5 Вт/(м·К);
- не проводит электричество;
- максимальная рабочая температура 160 градусов;

Arctic Cooling MX-4 легко наносится на поверхность кристалла процессора, обладает равномерной консистенцией, не высыхает на протяжении долгого времени. При интенсивном использовании проработает год, а может, и дольше. Выходит на заявленные характеристики приблизительно через 2 дня регулярной работы. Обладает огромным количеством положительных отзывов и наград. Из минусов пока можно назвать только весьма высокую цену.

Термопаста Arctic Cooling MX-4

ZALMAN ZM-STG2 — термопаста для процессора корейской компании на силиконовой основе, пользуется популярностью за своё качество и надёжность. Характеристики:
- теплопроводность 4,1 Вт/(м·К);
- не проводит электричество;
- максимальная рабочая температура 150 градусов;

Паста не очень легко наносится, но работает долго без высыхания. Существенно различается по качеству корейского и китайского производства. Рекомендуется приобретать ту, что произведена в Корее.

Термопаста Zalman ZM STG2

DEEPCOOL Z9 — предложение от одного из лидеров мирового производства систем охлаждения. Характеристики:
- теплопроводность 4 Вт/(м·К);
- максимальная рабочая температура 200 градусов;

Является весьма посредственной по эффективности, не очень удобна в нанесении. Но достаточно надёжна и хорошо справляется со своими задачами.

Термопаста DeepCool Z5

Thermal Grizzly — недавно появившаяся на рынке линейка термоинтерфейсов различного состава. Используют новейшие технологии, характеризуются высокими показателями эффективности, надёжности. Предлагаются термопасты, термопрокладки и жидкий металл:
- Thermal Grizzly Aeronaut: 8,5 Вт/(м·К), температура до +200 °C,
- Thermal Grizzly Hydronaut: 11,8 Вт/(м·К), температура до +300 °C,
- Thermal Grizzly Conductonaut: жидкий металл, 73 Вт/(м·К), температура до +140 °C,
Термопаста Thermal Grizzly
Coollaboratory Liquid PRO + CS15 ml — ещё одна термопаста из жидкого металла, теплопроводность 82 Вт/(м·К), максимальная рабочая температура +1350 °C,
Термопаста Coollaboratory Liquid PRO + CS 0.15 ml

Жидкие металлы можно использовать только с медными трубками системы охлаждения, но ни в коем случае не с алюминиевыми, иначе испортите компьютер. А также есть нюансы по технологии нанесения.
В начале статьи было рассмотрено немного теории об использовании термопаст. Для того чтобы вы понимали принципы их сравнения и оценки и могли определиться, какую из них лучше приобрести. На рынке постоянно появляются новинки, главное, на что нужно обратить внимание, это теплопроводность и вязкость. Поскольку на один ноутбук используется совсем немного пасты (по капле на процессор и видеокарту), нет смысла покупать огромные шприцы не очень эффективных паст. Лучше выберите современные, чей рейтинг выше. Например, MX-4 или из линейки Thermal Grizzly, в расфасовке по 1 грамму за ту же сумму в целом, хоть и дороже в пересчёте на грамм.
И главное, помните, термопаста не является средством охлаждения ноутбука, а лишь посредником. Не ждите от неё чудес, если у вас из-за старости и вырождения материалов стали чрезмерно греться процессор или видеокарта, исчерпали себя элементы системы охлаждения.

Список наиболее эффективных термопрокладок на 2023 год

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).

Как выбрать материал для термопрокладки?

В настоящее время производится достаточно большой ассортимент термопрокладок, имеющих различные технические характеристики. Основной является thermal conductivity — величина термопроводности прокладки (измеряется в W/mK):

Чем больше величина теплопроводности (число W/mK), тем выше эффективность отвода тепла от горячих микросхем.

При выборе термопрокладок, кроме толщины и термопроводности, следует обращать внимание на такие параметры, как:

электропроводность (сопротивление/напряжение пробоя);
диапазон рабочих температур;
плотность;
твердость;
токсичность;
огнестойкость (воспламеняемость);
прочность на разрыв;
коэффициент теплового расширения (важен для твердых термопрокладок);
стоимость.

Как правило, чем выше плотность и твердость прокладки, тем лучше ее теплопроводность (Thermal Conductivity).

Термопрокладки GAP PAD HC 3.0 фирмы Bergquist:

При покупке термопрокладок нужно ориентироваться на данные об их характеристиках от производителя. В случае если их нет, то ориентиром может стать их цвет. Обычно, чем темнее прокладка, тем лучше у нее должна быть теплопроводность (это справедливо не во всех случаях).

Ориентировочная информация о связи цвета термопрокладок с их теплопроводностью:

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

При выборе термопрокладок, кроме теплопроводности, нужно обращать внимание на их твердость.

Очень мягкие прокладки из терморезины обычно содержат гель (силиконовое масло), который при высоких температурах может вытечь, что ухудшит теплопередачу, приведет к затвердеванию прокладки, потере ею эластичности, увеличит накопление грязи на плате и т. д. В то же время, мягкие прокладки очень эластичны, благодаря чему эффективнее заполняют пространство между микросхемами и радиатором:

Очень твердые прокладки должны быть идеально подогнаны по толщине, в противном случае неизбежно появление перекосов и отсутствие охлаждения в самых неподходящих местах. При установке термопрокладок из меди, алюминия и других твердых материалов необходимо промазывать качественной термопастой место их соединения с охлаждаемыми электронными элементами и радиатором, а также учитывать электропроводимость. Это ухудшает коэффициент теплопроводности. Чем тоньше слой нанесенной пасты и отполированнее поверхность твердой термопрокладки/радиатора, тем меньше теплопотерь и выше эффективность такого термоинтерфейса.

Изображение с информацией о твердости прокладок по Шору из различных материалов (по материалам сайта igorslab):

По мнению авторов сайта igorslab, лучше всего выбирать термопрокладки с твердостью класса A по Шору, которые имеют диапазон твердости от 0 (желатиновая консистенция) до 100 (твердый пластик).

Условная градация термопрокладок и других материалов по степени их твердости/эластичности:

Желатиновая консистенция (Gelatine или “jelly”) — 0;
Мягкий мармелад (Soft gummy bear) — 10;
Ультрамягкие прокладки (Ultra-soft pads) — 12-20;
Жевательная резинка — 20;
Термопрокладки нормальной жесткости (Normal pads) — 21-30;
Твердые термопрокладки (Hard pads) — 31-40;
Резина автомобильных шин (Car tyres) — 50-70;
Твердый пластик (Hard plastic) — 100.

Термопрокладки с нитридом алюминия (Aluminum Nitride Plate), имеющие очень хорошую теплопроводность:

Виды термопрокладок

Керамические

Они являются самыми популярными подложками. В основном изготавливаются из нитрида алюминия. Важно, этот продукт полностью безопасен, не токсичен. При этом имеет множество положительных характеристик.

Ее сломать трудно, хотя керамика считается хрупким материалом. Тонкие подложки способны сгибаться, выдерживать небольшие прижатия. Принимают необходимую форму. При ее помощи можно уменьшить зазор между схемой и радиатором. Для этого используются утолщенные пластины, которые полностью устраняют ненужный зазор.

Устойчивость к высоким температурам;
Химическое воздействие на них отсутствует;
Уменьшают рабочие температуры полупроводников;
При нагреве не теряется теплопроводность, этим увеличивается срок эксплуатации.

Силиконовые

Применяются для охлаждения деталей ноутбука. В основном используют для отвода тепла от таких деталей: графического чипа, видеопамяти, оперативной памяти, процессора, северного, южного моста.

Применяется в тех местах, где нет контакта двух поверхностей, между ними есть просвет. Также когда нет гарантии соприкосновения двух деталей. Здесь силиконовая подложка отлично заполняет просвет, передает тепло холодной поверхности.

Продается большими пластинами, которыми удобно пользоваться.

Нет необходимости замерять зазор перед приобретением подложки, если при установке расстояние между деталями осталось, то можно от пластины еще отрезать необходимый размер;
При установке хорошо сжимается;
Смягчает удары при падении ноутбука;
Ее устанавливать можно без использования герметика.

Недостатком является небольшой срок службы. Даже самые дорогие модели имеют сравнительно короткий срок эксплуатации.

Медные

Сейчас набирают все больше популярности. Хотя и имеют много недостатков:

При их выборе следует точно знать размер зазора между деталями;
При их использование необходим герметик;
Они не пластичны, поэтому плохо скрывают расстояния между деталями.

Используют их для отведения тепла от графических, центральных процессоров. Имея ряд минусов все же у них теплопроводность намного выше, чем у других подложек.

Топ недорогих термопрокладок

Alphacool Phobya Warmeleitpad Ultra

За термоинтерфейс придется заплатить 435 руб. Это пластины с теплопроводностью 7 Вт/мК. Имеют большие размеры 5 мм, 120×20 мм, что позволяет вырезать необходимую деталь.

термопрокладка Alphacool Phobya Warmeleitpad Ultra

Имеет гибкую, мягкую структуру;
Может выполнять функцию диэлектрической изоляции;
Простота установки, устранения;
Большая теплопроводность;
Удобные размеры.

Цена не всегда соответствует качеству;
Часто после установки появляются зазоры в 1 мм между нагревающим элементом и радиатором.

Arctic Cooling Thermal Pad

Стоит она всего 500 рублей, при этом отлично справляется со своей задачей. Производится в трех размерах: 0,5 мм, 1,5мм, 1мм. В двух размерах 50*50мм, 145*145мм. Пластины разного размера можно подогнать под необходимые размеры. Для этого из них вырезается необходимая деталь. Состоит из силикона плюс некоторые наполнители. Применяется в тех местах, где нет эффективности использование термопасты.

термопрокладка Arctic Cooling Thermal Pad

Удобство применения;
Имеет высокую электрическую сопротивляемость;
У них низкая диэлектрическая проницаемость;
Полностью соответствует заявленным характеристикам;
Эффективные, надежные.

Минусов у этой прокладки нет.

GELID GP Ultimate

Мягкий теплопроводный материал можно приобрести за 560 рублей. Лист материала имеет толщину 0,5 до 1 мм. Размеры составляют 80*40мм.

термопрокладка GELID GP Ultimate

Удобно использовать;
Доступная подложка;
Хорошая теплопроводность до 12 Вт/(м•K).

Часто не отвечает заявленным характеристикам;
Плохо отводит тепло.

Aochuan TP300

Приобрести данный вариант термоскотча можно за 350 рублей. Это лист с размерами 10*8 см с толщиной 0,5 мм. используют для отведения тепла от видеочипов, процессоров на радиатор системы охлаждения. У данной модели теплопроводность 3 Вт/(м*К).

термопрокладка Aochuan TP300

Многочисленные тестирования показали, что термопрокладка держит температуру на уровне 68 градусов длительное время;
Пластична, принимает любую форму;
Полностью заполняет зазор;
Выдерживает небольшие нагрузки;
Скрадывает все неровности деталей;

Недостатков не имеет.

CoolerA 100x50x1.0mm AOK TP200S25 (2.0 Вт/м*К) Мягкая

Эту модель можно приобрести за 280 руб. В ее состав входит силикон и керамический наполнитель, что делает ее надежным теплопроводным материалом. Применяется для отвода тепла от IC, CPU, MOS и радиатора. При светодиодном освещение, для ЖК телевизоров. Возможно применение во всех устройствах, где металлический корпус является радиатором.

термопрокладка CoolerA 100x50x1.0mm AOK TP200S25 (2.0 Вт/м*К) Мягкая

Низкая цена;
Отличная теплопроводность;
имеет хорошую совместимость, экономичность;
Липкая, при ее применении в использование дополнительной клеевой основы нет необходимости;
Электрически изолирующая.

Минусов у нее нет.

Силиконовые

Arctic Cooling Thermal Pad

Данное изделие отлично подходит для использования между высокотемпературными деталями и радиатором оборудования. Благодаря эластичности и гибкости силикона, из которого выполнена подложка, она легко крепится и полностью заполняет имеющиеся воздушные зазоры. Высокая теплопроводность материала обеспечивает высокий понижающий температуру эффект, который защищает комплектующие детали от перегрева. В большинстве случаев подходит для использования только в ноутбуках. Для процессоров ее применение не рекомендуется.

Срок службы термопрокладок Arctic Cooling Thermal Pad колеблется в пределах 12 месяцев.

Может применяться при низком давлении.

длина – 5 см,
ширина – 5 см,
толщина – 0,1 см.

Arctic Cooling Thermal Pad

отличная адаптивная способность;
простота в использовании;
не требует предварительных замеров;
хорошо режется.

высокая цена;
недолговечна.

Akasa AK-TT300

Изделия данной марки изготовлены из силиконового эластомера, который обеспечивает их эффективное использование. Термопрокладки Akasa AK-TT300 хорошо сглаживают возможные шероховатости поверхностей деталей, а также качественно заполняют любые воздушные зазоры между ними. Обладая достаточно высокой теплопроводностью они обеспечивают отвод образующегося тепла от нагревающихся элементов к радиатором с последующим рассеиванием. Гибкая и эластичная структура материала позволяет полностью устранить просветы между комплектующими фрагментами конструкций. Температурный отрезок, в котором работают данные подложки, составляет от -40°С до +160°С. Комплект Akasa AK-TT300 состоит из двух прокладок.

длина – 3 см,
ширина – 3 см,
толщина – 0,15 см.

универсальность использования;
хорошая теплопроводность;
оптимальный срок годности;
удобство в применении.

не найдены.

Arctic Thermal Pad ACTPD00001A

Данные изделия также относятся к группе силиконовых термопрокладок. Благодаря дополнительным добавкам, входящим в состав материала, они наделены низкой диэлектрической проницаемостью и высоким сопротивлением к электричеству. Это исключает возможные замыкания в электрических цепях конструкций. В основном подложки Arctic Thermal Pad ACTPD00001A применяются в блоках малой и средней тепловой нагрузки. Компьютерщики рекомендуют использовать данный товар в местах, где вытекающая в процессе нагрева термопаста и попадающая на платы может вызвать сбои в их работе.

Производитель представленной марки предлагает покупателям несколько разновидностей термопрокладок, отличающихся по размерам и толщине. Средняя масса экземпляра составляет около 6 г. Это дает возможность самостоятельно вырезать подложку необходимых параметров. Эффективно применение изделий Arctic Thermal Pad ACTPD00001A при значительных воздушных зазорах и неровностях поверхностей комплектующих деталей.

длина – 5 см,
ширина – 5 см,
толщина – 0,05 см.

Arctic Thermal Pad ACTPD00001A

применение при больших зазорах и погрешностях поверхностей деталей;
низкая диэлектрическая проницаемость;
высокое сопротивление к электрическому току;
возможность выбора размера и толщины.

использование при малой и средней тепловой нагрузке;
высокая стоимость.

Alphacool Warmeleitklebepad doppelseitig

Изделия представленной марки используются для отвода тепла от нагревающихся электронных деталей компьютерной техники к радиаторам с последующим рассеиванием. Изготовленные из силиконовых составляющих, они имеют гибкую и эластичную текстуру, обеспечивающую плотное и качественное прилегание подложек к контурам поверхностей, которые зачастую имеют шероховатости и неровности. Также данный состав позволяет применять их при низком давлении. Товар продается поштучно.

длина – 3 см,
ширина – 3 см,
толщина — 0,05 см.

Alphacool Warmeleitklebepad doppelseitig

универсальность применения;
хорошее качество;
эффективность.

не обнаружены.

Топ дорогих термопрокладок

Arctic Cooling Thermal Pad

Купить можно за 750 рублей в магазине ДНС. Отлично заменяет термопасту. Продается листом с размерами 120 *20мм, толщиной 1,5 ММ. Теплопроводность равна 6 Вт/мК. Это изделие на силиконовой основе обладает эластичными свойствами. Это позволяет полностью, без воздушных зазоров занять пространство между шероховатыми поверхностями деталей.

термопрокладка Arctic Cooling Thermal Pad

Качественное изделие;
Обладает отличной теплопроводностью;
Легко применяется;
Принимает любую форму;
Из листа можно сделать несколько прокладок.

Цена;
Иногда можно найти подделку, которая не соответствует оригиналу.

Gelid GP Extreme

Приобрести данный теплоинтерфейс можно за 1000 рублей. Интересно, что компания раньше выпускала качественные термопасты. Сейчас занялась производством не менее надежных подложек. Подходят для чипов, любых электронных компонентов ноутбука. Также при их помощи проводят плотный поверхностный монтаж.

термопрокладка Gelid GP Extreme

Отличная эффективность;
Быстро легко наносится;
Отвечает заявленной теплопроводности 12 Вт/мК;
Не проводит электрический ток;
Безопасный продукт.

Высокая стоимость.

Coollaboratory Liquid MetalPad

Продается по средней цене за штуку — 1280 руб. Производится в Германии, поэтому надежна, эффективна, практична. Это жидкий металл, состоящий из меди, индия, висмута. При комнатной температуре пластина твердая, но стоит температуре подняться до 60 градусов, как материал становится жидким. В этом состоянии он полностью занимает свободное пространство между деталями. Также их обволакивает без создания воздушного пространства.

термопрокладка Coollaboratory Liquid MetalPad

Очень эффективные термопрокладка;
Имеет твердую консистенцию;
Надежные, при этом полностью заполняют мельчайшие неровности.

Цена;
Пластины тоньше фольги, при этом очень легкие;
Вырезать нужные размеры из них редко получается;
Трудно наносить;
К концу срока службы могут прикипеть к деталям, удалить их придется при помощи наждачной бумаги.

Thermal Grizzly Minus Pad 8

Это изделие можно купить за 1150 рублей. В составе керамика и металлический наполнитель. Производится в Германии по всем стандартам качества. Размеры листа: 20*120*2 мм. При этом отлично режется канцелярским ножом. Продается в герметичном пакете с защелкой. В нем можно хранить остатки подложки, которые можно использовать в дальнейшем.

термопрокладка Thermal Grizzly Minus Pad 8

Эластична;
Имеет хорошую теплопроводность, в игровом режиме температура не превышает 65 градусов;
Подается прессовке, при этом не портит детали;
Полностью заполняют пространство между деталями.

Цена.

Thermal Grizzly Carbonaut

Это изделие стоит от 1250 до 2500 руб. В упаковке один лист. Продается размерами: 25*25 мм, 32*32 мм, 31*25 мм, 38 *38 мм, 68 * 51 мм. Толщина составляет 0.2 мм. Состоит из углеродистого волокна. Используется многократно. Частота использования зависит от правильности нанесения, эксплуатации.

термопрокладка Thermal Grizzly Carbonaut

Гибкий материал, способный занять все необходимое пространство;
Используется многократно;
Не сохнет;
Большое количество заявленных характеристик.

Цена не соответствует характеристикам;
Обладает электропроводностью, поэтому должна быть вырезана точно по размерам;
Сложно устанавливается.

Coollaboratory Liquid MetalPad

Купить изделие можно за 1450 руб. В упаковке — 6 листов. Это металлическая теплопроводная прокладка. Для изготовления был использован металл, который при перепадах температур переходит из жидкого состояния в твердое вещество. Теплопроводность равна 10 Вт/мК, что позволяет достичь хороших результатов охлаждения. Производители рекомендуют использовать 3 прокладки одновременно. При этом клеить их нужно одна на одну. При правильной установке на игровом ноутбуке температура при длительном включении, не превышает 57 градусов.

термопрокладка Coollaboratory Liquid MetalPad

Упаковки хватает на несколько применений;
Отличная теплопроводность;
Возможность устанавливать на несколько компьютеров одновременно.

Трудно устанавливать, при малейшем ветерке улетает;
Легко смять и повредить, ведь металлические листы очень тонкие;
Высокая стоимость;
Перед нанесением поверхность, руки необходимо обезжиривать.

Alphacool Eisschicht Light

За этот товар вам придется заплатить 1500 рублей. Но в комплект входят две одинаковые прокладки. Его теплопроводность составляет 11 Вт/м*К, а размеры 120х20х0,5 мм. Они производятся в Германии по особым технологиям, что позволяет им сохранять все свои свойства на протяжении длительного времени. Со временем они не становятся грубыми, а остаются пластичными. Они состоят из специальной тканевой основы, наполненной силиконом. Состав позволяет держать форму, что обеспечивает удобство нанесения.

грелка Alphacool Eisschicht Light

Хорошая теплопроводность;
Удобен в использовании;
В упаковке две пластины, которые используются более одного раза;
Поверхность имеет клейкую характеристику;
Работает при низком давлении;
Эластичные простыни, хорошо обрезаемые по размеру;
Может быть установлен на различных поверхностях.

Цена.

Помните, что выявить причину перегрева ноутбука может только специалист. И перед тем, как купить термопасту, термопрокладки, стоит проконсультироваться у профессионала. При выборе подложек необходимо учитывать не только цену, но и заявленные характеристики. Важно выбрать свои размеры. Помните, любое изделие должно идеально подходить, заполнять пространство между деталями. Только в таких случаях можно добиться снижения температуры. Домашние прокладки могут помочь на некоторое время. Поэтому их необходимо заменить качественным продуктом. Также не стоит доверять неизвестным производителям. Ведь можно купить некачественный товар, что может привести к замене ноутбука.

Делаем термопрокладку самостоятельно

Часто бывает, что при разборе ноутбука появляется проблема с охлаждающей системой. Термопрокладка либо износилась, а может срок годности, ее окончился. При этом нет возможности ее купить в срочном порядке. Интересно, что на время ее можно изготовить самостоятельно.

Для этого необходим бинт, термопаста. Необходимо сложить бинт в 5-6 слоев. Затем хорошо пропитать пастой. Помните, нельзя термопасту намазывать на бинт. При этом он будет расползаться. Его обязательно хорошо пропитывают. Хорошо пропитанную ткань прикладываем к процессору. Если материал немного выходит за границы, то в этом страшного, нет. Главное, чтобы тканевая пластина полностью прилегала к радиатору.

Использование бинта

Этот вариант подходит лишь на время. Он не дает ПК, нагреется выше 80 градусов. При этом можно смотреть фильмы, ролики. А вот если это игровой ноутбук, то он все же автоматически будет выключаться при нагреве.

Пластины из металла

Также можно использовать алюминиевые или медные пластины. Берем лист металла не больше 1 мм. Его можно заказать и на «Алиэкспресс». Затем вырезаем необходимый квадрат. Важно, не нужно вымерять точные размеры. Чем больше пластина, тем больше она сможет отвести тепла. Помните, этот вариант использовать постоянно не рекомендуют.

Прокладки с «Алиэкспресс»

Этот вариант стоит намного дешевле профессиональных термопрокладок, но не эффективный. При их использование ПК сильно нагревается, а затем аварийно выключается. Поэтому не стоит доверять китайскому производителю в этом интернет-магазине.

Прокладки можно заменить термопастой

Это худший вариант. 0,1 мл слоя пасты не смог защитить ноутбук от перегрева. Совет, заменяйте даже заводскую термостасту на термропрокладки. Вторые себя отлично зарекомендовали.

Как сделать самостоятельно

Если нужно срочно, то может быть заменена термопрокладка для ноутбука своими руками, но это временное решение. В качестве материала можно использовать обычный медицинский бинт. Сложите его в несколько слоев, хорошая толщина — пять. Для такого варианта понадобится термопаста. Она послужит основой будущей прокладке. После того как бинт нужного размера сложен, обмакните его в термопасту. Не нужно сильно смазывать, иначе материал расползется. Не волнуйтесь, если самодельная прокладка будет иного размера и станет выходить за пределы видеочипа или кристалла процессора. Она ненадолго справится с охлаждением компьютера. Единственное, на что можно рассчитывать — это серфинг в сети. Видео и игры будут загружаться медленно.

МИР ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ ПК

Термоинтерфейсы. Все о термопрокладках (терморезинках).

автор и преподаватель курса «Ремонт ноутбуков и нетбуков»

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 (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 – 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.

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.

keratherm_86-500_86-525_86-600

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 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).

О выборе термопрокладок для видеокарт и других мощных радиоэлектронных устройств

Известно, что время эксплуатации полупроводниковых микросхем (ресурс) уменьшается в два раза с каждым повышением температуры на 10 градусов. Для максимального увеличения продолжительности работы, а также увеличения разгонного потенциала желательно максимально снижать температуру, при которой работают производительные видеокарты, FPGA и ASIC-и. Для этого используются производительные системы охлаждения, обычно состоящие из радиаторов, вентиляторов и термоинтерфейса (прокладок и пасты) между ними и охлаждаемым устройством.

Очень частой причиной проблем с теплоотводом является поломка вентиляторов, которая устраняется их заменой или ремонтом (подробнее в статье Ремонт и профилактика механической части вентиляторов видеокарт, а также Ремонт вентиляторов с оторванной обмоткой статора).

Иногда, несмотря на использование массивных, хорошо обдуваемых радиаторов, не удается снизить до приемлемых значений температуру (видео)процессора, чипов памяти и электронных элементов, отвечающих за формирование рабочих напряжений. Часто это связано с выработкой ресурса или применением некачественной термопасты и/или термопрокладок (Thermal Pads). Кроме того, свое влияние оказывает и погрешность при изготовлении самих радиаторов, которые могут иметь небольшие перекосы/перепады толщины в разных местах.

Силиконовые термопрокладки, широко использующиеся в вычислительной технике:

Негативное влияние на температурный режим оказывает и неправильно подобранная толщина термопрокладок, которая не позволяет радиатору выполнять свои функции. Это может быть связано с чрезмерной толщиной прокладок в каком-то месте, из-за чего радиатор не прижимается к другим деталям, либо из-за малой толщины, которая недостаточна для передачи тепла от горячей микросхемы к радиатору. В этом случае нужно либо использовать термопрокладки разной толщины, либо использовать в одном из мест очень мягкие (легко деформирующиеся) прокладки (иллюстрация с igorslab):

В любом случае, для увеличения эффективности работы теплоотвода следует точно подбирать материал и толщину термопрокладок, а также термопасту. При этом следует учитывать, что чем тоньше слой термоинтерфейса, тем выше его эффективность.

Как выбрать точную толщину термопрокладки?

Пример, иллюстрирующий установку термопрокладки средней твердости между радиатором и печатной платой (иллюстрация с igorslab):

Как выбрать материал для термопрокладки?

В настоящее время производится достаточно большой ассортимент термопрокладок, имеющих различные технические характеристики. Основной является thermal conductivity – величина термопроводности прокладки (измеряется в W/mK):

Чем больше величина теплопроводности (число W/mK), тем выше эффективность отвода тепла от горячих микросхем.

электропроводность (сопротивление/напряжение пробоя);
диапазон рабочих температур;
плотность;
твердость;
токсичность;
огнестойкость (воспламеняемость);
прочность на разрыв;
коэффициент теплового расширения (важен для твердых термопрокладок);
стоимость.

Как правило, чем выше плотность и твердость прокладки, тем лучше ее теплопроводность (Thermal Conductivity).

Рейтинг теплопроводности различных термопрокладок и материалов, W/mK (Вт/мK):

медная термопрокладка — 390-401;
алюминий — 237;
прокладки из оксида бериллия (BeO) — 209.3;
керамические подложки из нитрида алюминия (AlN) — 170-260;
силикон-карбидные керамические прокладки (Silicon Carbide Ceramic) — 148;
плитка облицовочная — 105 (керамика имеет очень хорошую теплопроводность);
олово — 67; Thermal Grizzly Carbonaut — 62.5;
свинец — 35.3;
графитосодержащие термопрокладки (IC Graphite Thermal Pad) — 35;
прокладки из оксида алюминия (Al2O3) — 22-31;
Alphacool Eisschicht — 17;
Fujipoly SARCON XR-m — 17;
Gelid GP-Ultimate (TP-GP04-A, TP-GP04-S-B, TP-GP04-S-C, TP-VP04-D и т.д.) — 15; Iceberg Thermal DriftIce — 13;
Thermalright Odyssey — 12.8;
Gelid GP Extreme (TP-GP01-MP, TP-GP01-E, TP-GP01-B) — 12;
t-Global TG-X — 12;
силикон-карбидные термопрокладки (Silicone Carbide Insulation Material Thermal Pad) — 9 и выше;
Halnziye HY-100-4 Dark Grey — 8;
3KS 3K800 (Tpr-3K8W-G40, Tpr-3K8W-G30, TPr-3K8W-G20) — 8;
Thermal Grizzly Minus Pad 8 – (TG-MP8-120-20-15-1R) — 8;
силиконовая термопрокладка ARSYLID TP650 — 6.5;
Halnziye HY-100-3 — 6;
Arctic Thermal Pad (ACTPD00019A, ACTPD00004A) — 6; ExeGate EPG-6WMK — 6;
t-Global TG6050 — 6;
Fujipoly Sarcon Gr-m — 6;
Laird Tpli 260 и 210 — 6;
3KS 3K600 (Tpr-3K6W-R50, Tpr-3K6W-BK40, TPr-3K6W-R24) — 6;
Laird TFlex 740 (Laird TFlex 720) -5;
Wakefield-Vette uTIMIFLUX — 5;
Bergquist GP5000S35, Bergquist GAP PAD HC — 5;
Phobya Ultra Thermal Pad — 5;
каптон — 4.63;
Timtronics TIM-PAD 1041 — 4.1;
t-Global TG4040 — 4;
Halnziye HY-100-1 (HY100-50-05) — 4;
EKWB Thermal PAD G — 3.5;
Bergquist GP3000S30 — 3;
Laird TFlex 640 — 3; Alphacool 12198 — 3;
Bergquist GAP PAD HC 3.0 — 3;
термопрокладки с диоксидом циркония — 2.4;
Halnziye HY-100 — 2;
Gembird TG-P-01 — 2;
изоляционная силиконовая прокладка BM-180-030 (армирована стекловолокном и полиамидным волокном) — 2;
подкладка ситалловая (НВЧ-ситал, стеклокерамический материал, содержащий оксид и нитрид алюминия) — 1.67 (материал имеет грубый микрорельеф, потому мало подходит для охлаждения микросхем);
Bergquist GP1500R — 1.5;
термопрокладка PM150 — 1.5;
термоскотч Aikenuo (синий) — 1.5;
Номакон КПТД-2/3 — 1.4;
Arctic Thermal Pad Basic (ACTPD00020A) — 1.2; Akasa AK-TT300-01 — 1.2;
синяя силиконовая прокладка (OEM, HLV, TISHRIC, Спартак и другие названия, в том числе Noname с AliExpress) — 1.2, лучшие экземпляры — до 3.5;
стекло — 1.15;
Номакон КПТД 2/1-0.20 — 1;
термопроводящая липкая лента 3M (белая) — 0.6;
слюда — 0.2;
ПВХ-изолента (синяя) — 0.19;
силиконовое масло — 0,16-0.17;
резина — 0.15;
воздух — 0.022 (в связи с малой теплопроводностью воздуха, если прокладка не прилегает к охлаждаемому компоненту то эффективность теплоотвода становиться ниже в десятки и даже сотни раз).

Термопрокладки GAP PAD HC 3.0 фирмы Bergquist:

Ориентировочная информация о связи цвета термопрокладок с их теплопроводностью:

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

При выборе термопрокладок, кроме теплопроводности, нужно обращать внимание на их твердость.

Изображение с информацией о твердости прокладок по Шору из различных материалов (по материалам сайта igorslab):

Условная градация термопрокладок и других материалов по степени их твердости/эластичности:

Желатиновая консистенция (Gelatine или “jelly”) — 0;
Мягкий мармелад (Soft gummy bear) — 10;
Ультрамягкие прокладки (Ultra-soft pads) — 12-20;
Жевательная резинка — 20;
Термопрокладки нормальной жесткости (Normal pads) — 21-30;
Твердые термопрокладки (Hard pads) — 31-40;
Резина автомобильных шин (Car tyres) — 50-70;
Твердый пластик (Hard plastic) — 100.

Термопрокладки с нитридом алюминия (Aluminum Nitride Plate), имеющие очень хорошую теплопроводность:

Заключение

Какие бы качественные прокладки не использовались, со временем они теряют свои полезные свойства, утрачивают эластичность и теплопроводность. В связи с этим, при чистке видеокарт и других устройств, использующихся для майнинга, следует проверять качество прокладок и, при необходимости, производить их замену.

В случае, если нет термопрокладок необходимой толщины, можно делать слоеный пирог из нескольких прокладок, набирая нужный размер итогового термоинтерфейса. При установке новых термопрокладок нужно не забывать снимать с них защитную пленку.

Так как термопрокладки со временем достаточно сильно прилипают к охлаждаемой поверхности, при демонтаже систем охлаждения следует проявлять аккуратность и не спешить отделять радиатор от печатной платы. Это часто приводит к повреждению термопрокладок, их разрыву или расслоению.

При установке новой термопрокладки ее нужно раскатывать по поверхности чипа, удаляя воздух между ними.

P.S. Информация о толщине прокладок, в мм, на некоторых видеокартах (по данным GpuZelenograd):

На что влияет толщина термопрокладки