На что влияет толщина термопрокладки

Ищем достойные термопрокладки для видеокарты. Часть 1

Подбор термоинтерфейсов основан на личном опыте, так как во время апгрейда либо полного обновления железа часто просят обслужить старую видеокарту для продажи. Если конкретная термопаста или термоинтерфейс не упомянуты, то скорее всего автор не имел с ними дела. Выводы можете воспринимать с долей скепсиса, я не претендую на роль профи, а лишь обычный любитель, который давно этим занимается.

Важно:

Так как замена расходников сопряжена с определёнными рисками, то рекомендую быть предельно внимательным при разборе видеокарты (правильно открутить винты, отсоединить коннекторы питания вентиляторов, подсветки и тд). Если руки растут из правильного места, то сэкономите бюджет.

реклама

Для нормального функционирования видеокарты, как правило, достаточен нормальный температурный режим, компонентная база и стабильная подача питания. Но не всегда это работает и иногда карты при соблюдении всех составляющих умирают от конструктивных недочетов. Взять к примеру отсутствие охлаждения подсистемы питания на части карт Nvidia 900-й серии, которые страдали отвалами подсистемы питания памяти от, казалось бы, уже позабытой «оловянной чумы». Перегрев, плавление, смещение — бабах)

Так что главным советом будет банальная покупка видеокарты с максимальным количеством охлаждаемых радиаторами зон на текстолите. 100 процентов надёжности не ждите, но к этому можно приблизиться.

Минутка теории:

Перед тем, как перейти к рассмотрению оптимальных вариантов, необходимо понять какой размер, толщину термоинтерфейса необходимо использовать. Можно пойти легким путем и попробовать найти обзор вашей видеокарты, где конкретно указаны типоразмеры. Если же информацию найти не удалось, помогает банальное измерение старых термопрокладок. К их толщине добавляем 0.1-0.5 мм. Либо немного пластилина, к толщине также добавляем 0.1-0.5мм для запаса на прижим.

реклама

Если термопрокладки такой толщины найти не удалось, то ищем максимально близкие параметры. Если стоят 1.5мм, смотрим 2мм и тд, всегда можно их укатать для уменьшения толщины. Но без фанатизма. Слишком толстые термопрокладки не рекомендуется ставить во избежание перекоса и недостаточного прижима на GPU и тд. Эта ошибка очень часто встречается. Проверить прижим очень просто — как термопрокладок, так и термопасты — собираете видеокарту, идете попить кофе, приходите и разбираете, проверяя всё наглядно по отпечаткам. Для сильно загоняющихся:

График зависимости теплового сопротивления термопрокладок от их толщины и прижимного усилия (чем меньше тепловое сопротивление, тем лучше)

Критерии подбора:

реклама

При выборе термоинтерфейса будем ориентироваться на значение теплопроводности (W/mK). Чем выше это значение, тем лучше. Но все мы знаем, что производители очень любят приукрасить показатели абсолютных величин, как и при указании теплопроводности термопаст или количества Ватт, которые кулера будут отводить без проблем.

Также немаловажен сам бренд, за которым уже закрепилась определённая репутация. Конечно, и среди горы стекляшек можно найти алмаз, но готовы ли Вы заниматься этим, сливая деньги на покупку ста разных ноунейм комплектов с Али, чтобы найти годноту? Очень сомневаюсь.

• Thermal Grizzly Carbonaut — 62.5;
• графитосодержащие термопрокладки (IC Graphite Thermal Pad) — 35;
• 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;
• 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;
• Halnziye HY-100 — 2;
• Gembird TG-P-01 — 2;
• 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;
• Номакон КПТД 2/1-0.20 — 1;

В случае подбора термопрокладок для видеокарт также влияние имеет твердость термоинтерфейса. Слишком мягкие содержат больше силиконового масла, которое при высоких температурах будет течь. Это особенно актуально для майнеров, располагающих карты в риге вертикально. Протечка в райзер или напрямую на длинную асроковскую материнку — и привет КЗ. Не буду приводить график твердости по Шору для отдельных вариантов, это только собъет Вас с толку.

Цена: хорошие термопрокладки — удовольствие не из дешевых.

Какой вариант, из доступных на рынке, использовать?

Китайская синька:

Ни в коем случае, ни при каких обстоятельствах не стоит использовать термопрокладки бренда NoNaMe по копеечной цене. Это просто натуральная резина. Проще протрите старые, которые стояли с завода, переверните обратной стороной и используйте до покупки нормальных.

Arctic Cooling Thermal Pad:

Тот случай, когда раньше было лучше (или когда подделок было меньше). Арктики выпускаются в различных форматах и диапазоне толщины от 0.5мм до 1.5мм. Теплопроводность равна (6 Вт/мК). Во-первых мы получаем не всегда адекватную цену. Во-вторых — количество подделок немалое, как и в случае с термопастами MX-2, MX-4. Стоит быть предельно внимательным. При установке этих термопрокладок нужно быть осторожным, так как они банально могут легко крошиться у вас в руках. Не знаю с чем это связано, но две идентичные упаковки одинаковой толщины разного года выпуска по консистенции неплохо различались. Старая была более влажной, новая — более сухой.

Вывод: использовать только для замены в относительно недорогих и негорячих видеокартах, так как высыхают они достаточно быстро, через год вы будете снимать только крошащееся нечто. Для жирных карт слишком маленькая теплопроводность. Замена на эти термопрокладки в RX580 вместо родных привела к нагреву в районе зоны чипов выше на несколько градусов. В общем — для замены при ограниченном бюджете или наличии в магазине поблизости, для всяких GTX1650 и ниже, пойдет. Такой себе вариант, распиаренный некоторыми продажными блогерами.

Thermalright Extreme Odyssey:

Пожалуй, лучший вариант, хоть и естественно недешевый. Имеют высокую теплопроводность (12.8 Вт/мК). Также имеет различные вариации по толщине от 0.5 до 3мм. Нарваться на подделку также можно, покупайте только в проверенных магазинах или у продавцов на Aliexpress c высоким рейтингом и отзывами. Подходит для установки на горячие видюхи, немного дубовые, но в чем-то это плюс, что долго не теряют свои свойства, не крошатся. Разница в сравнении с теми же арктиками на одной и той же карте может доходить до 15 градусов.

Было\Стало Asus Tuf RTX3080

Вывод: Если нашли по вкусной цене и оригинал — смело стоит брать. Недостаток — высокая цена даже по меркам Aliexpress. Стоит проверять дату производства, так как залежавшиеся просто-напросто высыхают и начинают крошиться. Больше сказать про них особо нечего. При андервольте можно добиться вплоть до 30 градусов выигрыша.

Laird:

Достаточно неплохие термопрокладки, мягкие, но не рассыпаются как Арктики. Присутствуют на Али по вменяемой цене. В розничных сетях найти можно, но цены иногда ну очень не радуют. Средний показатель теплопроводности (7,5 Вт/мК — заявленная для HD90000), чего вполне достаточно для установки на большинство моделей видеокарт, но для топа и предтопа (3080/3080Ti/3090 или модели с хреновой организацией охлада) всё-таки предпочтительнее Thermalright Odyssey. Важным моментом будет опять-таки — не попасть на подделку, внимательно смотреть на показатель теплопроводности, так как существуют модели с 5-6 Вт/мК.

Вывод: неплохой вариант для покупки, если у Вас карта массового сегмента до 3070 или жрущие монстры аля RX570-580-590, r9 28x, 29x и тд. Каких-либо недостатков существенных нет, кроме, естественно высоковатой цены.

Возможные альтернативы: Fujipoly Ultra Extreme XR-m — топ, но слишком дорого, Gelid Solutions GP Ultimate 12W — к сожалению к нам не привозили в розницу, как и всю продукцию от этого бренда, по тестам норм, тоже можно брать, Iceberg Thermal DriftIce — хвалят, как вариант рассмотреть точно стоит. Для слабых видеокарт альтернативой арктикам могут быть DeepCool EK720. Thermal Grizzly Minus Pad 8 — на них цена у нас улетает в космос непонятно по какой причине, соответственно в топку.

Итоги:

Проводите замену термопрокладок на видеокарте только в случае необходимости. Если на вашей карте есть датчик температуры чипов памяти или нет бекплейта и есть простейший пирометр (не забудьте настроить эмиссию), и температуры находятся в пределах допустимого — просто не трогайте. Как правило, если с завода производитель поставил более-менее нормальный термоинтерфейс, то переживать года 2-3 с покупки видеокарты не стоит. Если же вы купили видеокарту, у которой есть проблемы по поводу текущих термух, то лучше поменять их или для начала обработать и удалить остатки силикона с текстолита. Последствия — от безобидных иногда жирных пятен в районе чипов памяти/VRM до ухода в мир иной. Сразу вспоминаются Sapphire rxXXX, которые просто задалбывалось отмывать от вечно текущих заводских термопрокладок. В общем, обслуживайте карточку по термопасте и термопрокладкам хотя бы раз в 1.5 года после истечения гарантии и будет вам счастье.

Выводы после прочтения и осмысления статьи можете сделать сами. В моем личном топе Odyssey, но иногда из-за отсутствия в наличии или отказа клиента ставить недешевый термоинтерфейс, идут или Laird или DeepCool EK720, на худой конец арктики. Но чаще всего, обходится просто чисткой старого термоинтерфейса.

PS: повторю озвученную ранее мысль. Если продавец б.у карты начинает вам рассказывать про наличие пломбы на 5-7 летней видеокарте и выставлять это как преимущество, знайте — он крайне скудоумный человек и не понимает, что термопаста превратилась в камень, термопрокладки высохли. Бывают случаи повреждения чипа при отковыривании засохшей термухи, сколы и тд. Смело просите скидку в таком случае, а лучше посмотрите варианты поинтереснее. Но не забывайте также другое. Пломбы продаются на каждом шагу)

PPS: хотите купить с али медные пластинки на чипы памяти для убер охлада? Потом не спрашивайте почему ваша видеокарта не включается или умерла. Для таких припасен отдельный котёл в аду!

В следующий раз поговорим о термопастах. Там вариантов для использования побольше, но тоже есть свои нюансы.

Что такое термопрокладки

Любые электроника греется при работе. Некоторые детали греются особенно сильно — скажем, процессоры или силовые ключи. Избежать перегрев, помогают радиаторы и кулеры. Но установить радиатор на процессор — только полдела. Надо обеспечить эффективную передачу тепла между ними. Нужен термоинтерфейс: термопаста или термопрокладка.

Термопаста или термопрокладка

Какими бы гладкими не были поверхности чипа и радиатора, между ними все равно остаются пустоты с воздухом. Теплопроводность воздуха невысока. И даже микроскопические пустоты сильно снижают теплопередачу от чипа к радиатору. В результате радиатор остается холодным, а чип перегревается.

Термоинтерфейс заполняет пустоты и улучшает теплопередачу. Самый известный вариант — это термопаста, густая вязкая жидкость с высокой теплопроводностью. Ее наносят на поверхность чипа под радиатор, устраняя воздушные прослойки.

C термопастой сталкивался, пожалуй, любой, кто хоть раз самостоятельно собирал ПК. Она используется для передачи тепла к кулеру на всех современных процессорах.

Другой вид термоинтерфейсов — термопрокладка. В большинстве случаев ее устанавливают еще на заводе. Поэтому рядовому пользователю иметь с ней дело приходится реже. В ПК термопрокладку ставят под радиаторы элементов видеокарт и материнских плат.

Широко используются термопрокладки и в бытовой электронике (например, в телевизорах).

При сборке ПК пользователь может столкнуться с термопрокладкой разве что при установке твердотельных накопителей M.2. Если накопитель не имеет радиатора, его можно докупить отдельно.

В комплекте к радиатору и будет идти та самая термопрокладка.

Она представляет собой лист мягкого эластичного материала толщиной 1-3 мм. Для удобства установки лист с обоих сторон клейкий, как двусторонний скотч.

Термопрокладка может эффективно заполнять большие пустоты, где не удержится термопаста. Кроме того, она позволяет «накрыть» сразу несколько плоских чипов разной высоты. Так можно обеспечить эффективный отвод тепла от всех чипов одновременно.

При использовании термопасты следует точно дозировать ее количество. Если пасты окажется мало, она растечется не по всей поверхности чипа. Теплоотвод будет не очень хорошим. Если положить лишнего, паста вытечет за пределы радиатора.

Это неэстетично, да и попросту опасно: некоторые виды паст проводят электричество. С термопрокладкой таких проблем нет. Но отказаться от термопаст в пользу термпорокладок не получится. Теплопроводность прокладок намного ниже, чем у паст. Поэтому первые можно использовать, если чип греется не сильно. Термопрокладку можно ставить под радиаторы на чипы памяти и жестких дисков. Иногда — чипсета и вспомогательных элементов видеокарт. Но с горячими видеопроцессорами или ЦП термопрокладка не справится.

Зачем менять термопрокладки

Казалось бы, раз термопрокладка ставится на заводе, то обычному пользователю и знать о ней не нужно. Равно как об особенностях самостоятельной установки. Но это справедливо только для новой техники — особенно, если она на гарантии. Термопрокладка часто повреждается при снятии радиатора. Незаметно поставить его обратно получится не у всех.

Поэтому до окончания гарантийного срока снимать сидящие на термопрокладке радиаторы не стоит. Да и незачем — теплопроводные свойства термоинтерфейсов сохраняются в течение нескольких лет.

А вот потом ситуация может измениться. Так же, как и термопаста, термопрокладка высыхает и начинает хуже проводить тепло. Температура компонентов начинает расти.

Это ведет к снижению производительности ПК, а в конце концов — и к поломке компонентов.

Обращайте внимание на показатели температуры «немолодых» ПК. Если при обычной работе они вдруг начали расти, возможно, пора менять термоинтерфейсы. Чаще всего необходимость замены термопрокладок проявляется на видеокартах.

О том, как менять термопасту, можно прочитать в этой статье.

О необходимости замены термопрокладки можно узнать по нескольким признакам:

Вокруг прокладки появились маслянистые пятна — прокладка «потекла». Это вытекает силиконовый гель.

Как подобрать термопрокладку на замену

Главный критерий подбора термопрокладки — ее толщина. Она должна быть точно та же, что у «родной». Если у новой прокладки толщина будет меньше нужной, она не сможет заполнить все пустоты. Если толщина будет больше, теплопередача ухудшится. В обоих случаях чип будет перегреваться.

На одном устройстве могут использоваться прокладки разной толщины. При их замене это следует учесть.

Можно попробовать оценить толщину использовавшихся прокладок самостоятельно. Сняв радиатор, сначала сфотографируйте плату. Просто чтобы не забыть и не оставить без прокладки какой-нибудь элемент при сборке.

Затем аккуратно снимите все прокладки и измерьте их толщину. Толщина старой прокладки в разных местах может отличаться. Вам нужно максимальное значение. Измерять можно линейкой или штангенциркулем.

В последнем случае важно не сдавливать прокладку губками штангенциркуля. Иначе она просто продавится: измерение получится некорректным.

Можно найти информацию о толщине прокладок в интернете. С видеокартами будет проще — для распространенных моделей такой информации много.

Чтобы найти информацию по остальным компонентам, придется идти на технические сайты и форумы.

Теперь нужно посчитать, сколько термопрокладок каждого вида потребуется — и какого размера.

Термопрокладки продаются крупными листами. Вырезать их по размеру придется самостоятельно.

Замена термпопрокладки

Сначала подготовьте все необходимые материалы и инструменты. Потребуются новые термопрокладки, ватные палочки, салфетки и технический (изопропиловый) спирт.

Удалите все старые термпопрокладки. Если не хочется делать это пальцами, можно воспользоваться одноразовым пластиковым ножом или ложкой. С металлическими инструментами осторожнее — ими можно повредить электронику.

Итоги

Замена термопрокладок — задача несложная. Но сначала нужно понять, действительно ли это необходимо. Если все работает без проблем, то лучше ничего не трогать. При появлении признаков высыхания прокладок есть два варианта. Не хочется заниматься всем этим самому? Отнесите устройство в сервис к профессионалам. Если же вы уверены в своих навыках, то можете выполнить замену самостоятельно. Потребуется аккуратно разобрать устройство, подсчитать количество прокладок и измерить их толщины. Затем нужно будет купить листы разной толщины, вырезать из них новые прокладки по размеру старых и установить их на плату. Предварительно плату нужно почистить от старых прокладок и обезжирить.

Комментарии 34

Наслаждайтесь общением. Критикуйте сообщения, а не авторов. Меньше токсичности, больше любви ❤️

Что то я не нашел ни слова о теплопроводности прокладок. :((

Самое сложное здесь — не пролететь с толщиной прокладки �� Как я понимаю, без предварительного разбора видеокарты или ноута и самостоятельного замера это практически нереально.

кстати не.ща уже полно тем в интернете про самые разные видеокарты.есдинственное что большинство их на эльфийском

А где экскурс в историю?

Где рассказ о том, как из обычного бинта и советской же КПТ-8 можно сделать неплохую отечественную термопрокладку?

Вы можете пояснить, почему высохшая термопаста хуже тепло проводит? Она что, перестает быть термоинтерфейсом?

Кстати, удивлён, что вытекающий гель это признак стареющей прокладки. Раньше считал, что она со временем только сохнет и становится жёсткой и хрупкой.

так и есть, просто автор дилетант и написал ради денег

Текли карточки, особенно прмя явно RX480 и их модификации. Да так что заливало мат.плату.

Я до 480 и знать не знал, что термопрокладки могут бежать, ещё и так сильно.

Раньше на всех форумах и комнатные спецы орали, мол жвачка жвачка — срочно заменить на термопасту. Когда я копнул чуть глубже и столкнулся с термопрокладками в целом — я понял почему термопаста нужна только на процессоре, да и то я подумывал поэксперементировать )) Термопрокладка помимо большей долговечности обеспечивает еще и защиту чипов и их обвеса, что крайне важно на мостах и видюхах. Так же она не вытекает.

А на каком ресурсе взяли ту красивую картинку про RTX2080Ti?

Речь не про фото в стиле киберпанк, а про картинку 18/25.

Лесть и менять термопасту или термопрокладки надо в том случаи если температуры 90-100 градусов до этого момента лучше их не трогать.

Спасибо за информацию!

Что-то не встречал чтобы радиатор на М.2 шёл с готовой прокладкой, к тому-же на бюджетных ноутах стоят ссд М.2 без радиаторов.

Если теплопроводность термопрокладки хуже термопасты — то какого фига их ставят на видеокарты? Видеокарты, по мнению производителей, нифига не греются?

Ставится она там не на видеопроцессор, а на память и элементы питания. Они греются значительно меньше, поэтому теплопроводность там не так сильно важна. Плюс термопрокладки намного дешевле термопасты, это кроме всего вышесказанного.

Так они же висят на одном радиаторе. Чип GPU разогревает радиатор до состояния кипятильника, после чего этот кипятильник через термопрокладки подогревает память и элементы питания. И судя по Aliexpress термопрокладки нифига не дешевле термопасты, а наоборот 🙂

1) Я не рекомендую менять термопрокладки на видеокартах самостоятельно — велик риск расколоть видеопроцессор, так как в видеокартах он не имеет крышки. У меня была АМД 380 2Гб от Сапфир, купленная в 2014 году, все там было нормально, никогда ничего не менял в ней, правда, и использовал ее очень редко из-за нехватки времени. Только в декабре прошлого, 2022 года, я заменил ее на Нвидия 3060 12Гб от Гигабайт.
2) Я не понимаю — почему во всех кулерах для SSD, радиатор крепится сбоку, ведь так исчезает прижим, когда термопаста со временем скукоживается. Вот если кулер для SSD встроен в саму материнку, идя сразу в комплекте с материнкой, то там правильно крепится — сверху прижимается болтами, правда, кажется, без пружинок, может есть и те, которые с пружинками, так что, если пружинок нет, лучше периодически болты подкручивать (но не слишком сильно, иначе можно сорвать резьбу). У меня неплохой кулер с Али, но температуры у моего Samsung 980 Pro были высоковатые (если бы процессор SSD не имел 8-нанометровый техпроцесс, то температуры были бы просто адовыми), как-то снимал кулер, и случайно обнаружил, что к SSD прижата только нижняя термопрокладка. Решил проблему так — просто прижал кулер к SSD резинками (из упаковок с продукцией Сяоми и т.п, хорошие, плотные резинки выходят), как это делается в самых дешевых кулерах для SSD. Резинки могут пересохнуть и развалиться, и кулер может просто упасть на видеокарту и материнку, поэтому закрепил 4 резинками — все одновременно они все равно не развалятся, но периодически через прозрачную стенку, думаю, надо поглядывать.

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.

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.

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

Какая толщина термопрокладки мне нужна?

Задача термопрокладки — заполнить большой зазор между радиатором и некоторыми частями компьютера, чтобы обеспечить надлежащее рассеивание тепла. При выборе термопрокладки необходимо учитывать ее толщину, твердость, ориентацию и т. д.

Что касается толщины, я рекомендую использовать Прокладка толщиной 1 мм и 1,5 мм. в большинстве случаев. Но вам, возможно, придется использовать более одного типа колодок на вашем устройстве, особенно если это видеокарта. Кроме того, для разных устройств могут потребоваться термопрокладки разного размера для наиболее эффективного охлаждения.

Примечание: вы можете складывать термопрокладки друг на друга, поэтому, если вы покупаете новые термопрокладки для разных устройств, я рекомендую вам купить термопрокладки меньшего размера, например, 0,5 мм, и сложить их вместе, чтобы получить нужную толщину.

Имеет ли значение толщина термопрокладки?

Большинство термопрокладок имеют толщину 0,5 мм, 1 мм и 1,5 мм, поскольку они подходят для большинства графических процессоров и твердотельных накопителей (SSD) NVMe. Но вы также найдете устройства, которым нужны гораздо более толстые подушечки.

Толщина термопасты влияет на ее теплопроводность и контакт между устройством и радиатором. Все эти факторы влияют на отвод тепла, технологический процесс и, следовательно, на систему охлаждения. Давайте обсудим их более подробно.

Контакт между радиатором и компонентами устройства

Такие устройства, как видеокарта и твердотельные накопители NVMe, имеют компоненты разной высоты, что также зависит от производителя. Поэтому они обычно используют термопрокладки в качестве теплового интерфейса между устройством и радиатором.

Задача прокладки — закрыть зазор между компонентами и радиатором и обеспечить большую площадь контакта для надлежащего рассеивания тепла. Если вы используете тонкая термопрокладка, она может не касаться всех компонентов или радиатора.

Поэтому вам нужна минимальная толщина накладки в зависимости от типа и конструкции устройства.

Теплопроводность

Хотя термопрокладки служат для обеспечения лучшего контакта между компонентами устройства и радиатором, их теплопроводность не так уж высока. Итак, если вы используете более толстая прокладка, это уменьшит скорость рассеивания тепла и влияют на процесс охлаждения.

Вам необходимо использовать максимально тонкий радиатор, сохраняя при этом правильный контакт, чтобы эффективно поддерживать температуру NVMe или графического процессора.

Примечание: Помимо толщины подушки, ее твердость также имеет значение при выборе наиболее эффективного решения для охлаждения.

Как правило, лучше использовать более мягкие подушечки, которые легко сжимаются и поддерживают контакт со всеми компонентами. Твердая термопрокладка также может раздавить и повредить компоненты. Однако она не может быть настолько мягкой, чтобы подушечка легко деформировалась.

Толщина термопрокладки для NVMe

Как правило, большинство радиаторов NVMe или M.2 поставляются с Термопрокладки толщиной 1 или 1,5 мм. и это тот размер, который вам нужен. Я вообще не рекомендую использовать радиаторы толщиной 0,5 мм, поскольку они могут быть слишком тонкими для обеспечения правильного контакта с компонентами NVMe.

Кроме того, чипы NAND на твердотельных накопителях имеют более высокий профиль по сравнению с чипом контроллера (разница около 0,5 мм). Если вы используете одну термопрокладку одинаковой толщины на всех участках, она может неправильно контактировать с чипом контроллера.

Это не очень хорошая конфигурация, так как контроллер подвергается большему воздействию тепла, чем NAND.

Поэтому я действительно рекомендую вам получить термопрокладки разной толщины (например, 1 мм и 1,5 мм) и разрежьте их на кусочки размером примерно в половину размера SSD. Затем используйте более тонкий на NAND и более толстый на контроллере.

Вы также можете использовать одну подушечку толщиной 1,5 мм или более и достаточно мягкую. Таким образом, площадка может контактировать с микросхемой контроллера, даже если область, касающаяся NAND, сжимается.

Точные размеры, которые вам понадобятся, вероятно, будут зависеть от вашей материнской платы. Поэтому вам следует принять во внимание оригинальную термопрокладку на радиаторе, которая поставляется с вашей материнской платой, в качестве основы, чтобы определить, какая толщина вам нужна.

Вы также можете приобрести термопрокладки разных размеров и проверить их эффективность, отслеживая температуру SSD.

Примечание: Хотя чипы NAND работают лучше при умеренно высоких температурах, разница не так уж велика и постепенно вредит NAND. Поэтому лучше всего поддерживать его как можно более прохладным, используя термопрокладку, чтобы продлить срок службы твердотельного накопителя.

Толщина термопрокладки для видеокарты

На видеокартах Модули регулятора напряжения (VRM) и Видеопамять с произвольным доступом (VRAM) используйте термопрокладки, тогда как основной процессор обычно использует термопасту в качестве материала интерфейса.

Высокопроизводительные графические процессоры также используют больше контактных площадок на других компонентах, таких как остальная часть печатной платы, задняя панель и т. д. Все эти компоненты имеют разные профили, поэтому для охлаждения графического процессора им могут потребоваться термопрокладки разной толщины.

Поскольку физические характеристики видеокарт значительно различаются в зависимости от модели и производителя, разные видеокарты требуют разной толщины отдельных компонентов. Вам необходимо проверить размеры колодок, изначально предоставленные производителем, или связаться с ним, чтобы узнать точные размеры.