Многие виды работ, которые связаны с устранением проблем в терморегуляции оборудования настольных компьютеров и ноутбуков, часто включают операции по установке или замене кулера на процессоре. У начинающих специалистов-ремонтников обычно возникает много вопросов относительно выбора материала для крепления кулера (термопасты или термоклея), а также правильности нанесения этого материала. Такие опасения не напрасны, ведь при неправильном нанесении термопасты на процессор или кулер может снизиться производительность компьютера, а в худшем случае даже может выйти из строя процессор. Рассмотрим, какие характеристики термопасты оказывают влияние на снижение нагрева процессора, а также как правильно наносить термопасту, чтобы она длительное время выполняла свои функции.
Как правильно нанести или заменить термопасту на процессоре? Необходимо правильно работать с термопастой, ведь корректное нанесение слоя термопасты - это один из важных критериев получения качественного охлаждения. Даже при наличии очень эффективного кулера неправильно выбранная и/или плохо нанесенная ТП, сведет почти все старания кулера на нет, поскольку теплопередача будет страдать. Наносить термопасту нужно при замене процессора или кулера, высыхании старой термопасты, покупке нового процессора без предварительно нанесенной термопасты, или раз в пару лет для профилактики. Если вы не уверены, что сможете нанести термопасту самостоятельно, не причинив вреда вашему компьютеру, лучше обратитесь к специалисту.
Слой термопасты должен быть достаточно тонким, чтобы расстояние между контактной площадкой процессора и кулером было минимальным. Слишком толстый слой будет плохо проводить тепло, и процессор начнет перегреваться из-за недостаточного охлаждения.
На минимальную толщину теплопроводящей пасты главное влияние оказывает ее вязкость. И отсутствие вязкости в списке параметров должно Вас насторожить. Чаще всего это - результат неготовности производителя к сложной технологии их производства, и, как минимум, должно настораживать. Достаточно сложно совместить хорошее наполнение ТП теплопроводящими компонентами и низкую вязкость.
Нормальной вязкостью для ТП можно считать 150-500 Па*с, это немного больше вязкости легкого машинного масла. Практически эта вязкость выглядит так, "хвосты" у капли термопасты, нанесенной на процессор должны в течение нескольких секунд округляться и поверхность капли должна быть округлой без острых хвостов. При такой вязкости при прижимном усилии механизмов фиксации процессора можно получить толщину слоя теплопроводящей пасты 18-35 мкм. То есть идеальный слой термопасты составляет порядка 0,18 мм, а требуемое количество ТП зависит от площади поверхности. Собственно самая основная ошибка при неумелом нанесении термопасты - излишний слой.
Чем может грозить излишек термопасты? Во-первых, хотя эту пасту и называют теплопроводной, ее теплопроводность на несколько порядков уступает теплопроводности металла. Например, теплопроводность популярной пасты КПТ-8, сделанной на основе оксида цинка, составляет примерно 0,8 Вт/(м*К), чуть выше теплопроводность у паст на основе оксида алюминия типа АлСил-3 и составляет примерно 1,6-1,8 Вт/(м*К). Термопасты, содержащие в своем составе металлическое серебро или алюминий, имеют в несколько раз лучшие показатели, которые достигают по данным производителей 7-8 Вт/(м*К). Сравните с теплопроводностью меди, которая составляет 390 Вт/(м*К). После такого сравнения становиться ясно, что если слой термопасты будет толстым, то он будет только препятствовать передаче тепла. Особенно это имеет значение для современных процессоров, снабженных большой по площади теплораспределительной крышкой. Даже при сильном прижиме излишки термопасты не будут выдавливаться из пространства между подошвой радиатора и процессором и будут только ухудшать охлаждение. Следует учесть, что теплораспределительная крышка эффективно работает только на расстоянии до 10 мм от ядра. Необходимое количество термопасты можно оценить из следующего расчета.
1) Толщина слоя термопасты должна быть от 20 до 40 мкм (но не более 80 мкм).
2) Умножив площадь контактной поверхности процессора на толщину слоя термопасты получаем необходимый объем: V = S*h.
Например, для современного двух-четырех ядерного процессора с S = 13 см2 при толщине слоя около 40 мкм (40*10-4см) получаем необходимый объем ТП около 0,05 см3 (0,05 мл). Реальная толщина слоя, в зависимости от вязкости теплопроводящей пасты, может быть от 40 до 85 мкм. С ростом толщины слоя будет иметь место пропорциональное увеличение его теплового сопротивления.
Основные требования к правильному нанесению ТП состоят в следующем:
- слой должен быть нанесен равномерно по всей поверхности соприкосновения радиатора системы охлаждения с процессором (или другим чипом);
- слой должен быть максимально тонким;
- слой должен быть цельным, без разрывов, без свободных от пасты мест на рабочей поверхности.
К сожалению, этого не всегда можно быстро и просто добиться. Особенно при отсутствии соответствующих знаний и опыта.
Для работы вам потребуются тюбик (или пузырек) с термопастой, высокочистый изопропиловый спирт, салфетка из мягкой хлопчатобумажной ткани или специальные материалы для чистки оптических линз, которые не оставляют волокон на обрабатываемой поверхности, пластмассовый шпатель (иногда поставляется в комплекте с термопастой), могут пригодиться ватные палочки (для удаления излишков пасты). Ну, и, конечно, собственно поверхность, на которую вы эту пасту будете наносить (например, процессор). Работать лучше в резиновых перчатках.
Перед тем, как наносить термопасту, подготовьте рабочее место. В идеале это должен быть ровный, хорошо освещенный стол. Питание компьютера нужно обязательно отключить. Затем от системного блока отсоединяется вся периферия, снимается боковая стенка, и он кладется набок на стол. Кулер процессора отключается от питания и снимается с процессора.
Внимание! Никогда не используйте масла или продукты переработки нефти для чистки основания кулера.
Поверхность для нанесения теплопроводящих паст должна быть чистая и ровная, было бы совсем хорошо, если бы она была зеркальная. Жировые загрязнения, попавшие на поверхность, способствуют росту электропроводности ТП (отпечатки пальцев могут оставлять жировые загрязнения толщиной до 0,1мм).
Сняв кулер, очистите его от остатков старой термопасты, если они имеются. То же самое нужно проделать и с теплораспределительной крышкой процессора. Очистка нового центрального процессор не требуется, но рекомендуется. Если на процессор ранее наносился другой теплопроводящий состав, то его необходимо почистить.
В магазине можно приобрести специальное средство для удаления термопасты, например, ArctiClean, но во многих случаях можно пользоваться любой спиртсодержащей жидкостью. Достаточно капнуть пару капель на старую термопасту и подождать пару минут, после чего спирт полностью растворит термопасту. Далее очищаемую поверхность можно просто протереть мягкой сухой салфеткой. Можно проделать эти операции два раза.
Как вариант можно применить "сухой метод" снятия остатков термоинтерфейса. В этом случае достаточно взять обычный школьный ластик и натирать площадку до блеска (к сожалению, тереть придётся довольно долго). Но ни в коем случае нельзя применять металлические инструменты (тем более, нож) для зачистки поверхности. Особенно опасно применение таких предметов для процессора. И ещё одно замечание: когда затираете центральный процессор, то доставать его из сокета не надо, иначе будут повреждены его ножки.
После того как поверхность очищена от остатков термопасты, необходимо взять немного изопропилового (или этилового спирта) и обезжирить поверхность (для этого хорошо подойдут палочки с ватой), хотя делать это не обязательно, но для большего эффекта всё же желательно.
Теперь можно наносить термопасту. Некоторые владельцы компьютеров зачищают и шлифуют поверхность процессора, чтобы кулер плотнее к ней прилегал, но лучше все-таки этого не делать, если вы не уверены в результате, - можете остаться без процессора. В принципе, шлифовка при применении таких ТП, как КПТ-8, и не нужна, поскольку нет особого смысла в шероховатости много меньшей, чем размер зерна наполнителя теплопроводящей пасты. Шлифовка нужна, когда размер зерна ТП имеет величину менее 1 мкм, например, когда используются ТП на основе нанопорошков (пример - серия MX1 и Arctic Silver 5). Но при применении таких ТП лучше использовать кулеры с хорошей обработкой основания от производителя. Конечно, сопрягаемые поверхности должны быть без царапин и присохших частиц. Присохшие частицы необходимо убрать с помощью растворителей, без какого-либо механического воздействия.
Жировые следы от рук имеют очень малую толщину и при применении ТП на основе силикона они полностью растворяются в ТП. Поэтому к катастрофическим последствиям касания контактной поверхности не приведет, но все же аккуратность при монтаже кулера необходима. Лучше "перестраховаться" и тщательно протереть, как уже указывалось выше, поверхности, на которые будет наноситься ТП, изопропиловым спиртом. Это касается, в первую очередь, нанесения теплопроводящих паст с плохой смачиваемостью.
Наличие царапин на основании кулера можно считать браком, поэтому решать, что делать с таким кулером, нужно Вам самим в каждой конкретной ситуации. Но ничего не мешает поэкспериментировать на таком кулере со шлифовкой, в крайнем случае, ему все равно дорога на свалку. Можно попробовать зашлифовывать царапины шкуркой с номером 00 и заполировать. Но при этом Вы должны быть готовы к ухудшению характеристик.
Рекомендации по работе с термоинтерфейсом для центральных и графических процессоров:
- Необходимо применять ТП, предназначенную именно для снижения теплового сопротивления в электронных тепловыделяющих устройствах с теплопроводностью более 2-4 Вт/(м*К) и, желательно, с низкой вязкостью.
- Необходимо рекомендовать при установке кулера процессора наносить свежую ТП, она имеет большую текучесть.
- Наиболее заметен эффект от замены имеющейся теплопроводящей пасты на пасту с более высокой теплопроводностью на кулерах с низким тепловым сопротивлением.
- При установке кулера после его фиксации креплением, кулер необходимо сильно прижать рукой и одновременно несколько раз вращательным движением повернуть вокруг оси в пределах существующих люфтов.
- Прижимное усилие должно быть ограниченно заданными значениями. При его превышении есть опасность механического разрушения узла крепления или процессора, а при низком прижимном усилии повышенное Rt. Оно получается из-за избыточной толщины слоя ТП, которая при малом давлении сохраняет толщину получившуюся при ее нанесении, а при номинальном давлении излишки ТП выдавливаются за пределы контактной поверхности.
- Относитесь к результатам тестов (измерение температуры процессора) осторожно, особенно если они, несмотря на существенно разные характеристики ТП, мало отличаются. Установка эффективного термоинтерфейса требует аккуратности и навыков.
Производители ТП стараются повысить их текучесть. Поскольку они обеспечивают нормальную теплопроводность на процессорах с высоким тепловыделением только на зазорах 5-10 мкм. Ведутся работы по дальнейшему снижению размеров частиц наполнителя. Снижение их размера с 5-3 мкм до 1 мкм дает снижение теплового сопротивления примерно в 2 раза. Будет эффективно снижение частиц наполнителя до размеров порядка 0,25 мкм. Существует широкое поле для комбинации различных материалов в теплопроводящих композициях. Главное требование к связующему состоит в том, что оно должно хорошо смачивать применяемые материалы и не должно высыхать в течение всего срока эксплуатации. А наполнитель при хорошей теплопроводности должен иметь размер частиц 5 и менее микрометров(менее высоты неровности на сопрягаемых поверхностях).
Версия сайта для слабовидящих