Cos’è la Pasta Termica?

La pasta termica, (chiamata anche gel termico, composto termico, pasta termica, pasta dissipatrice, composto per il trasferimento di calore, pasta per il trasferimento di calore o componente del dissipatore di calore) aumenta la conducibilità termica riempiendo i microscopici spazi d’aria formati tra il dissipatore di calore e il dissipatore di calore a causa del liscio e superfici non lisce dei processori, È una sostanza liquida con proprietà vicine alla pasta. La pasta termica ha una conducibilità molto maggiore dell’aria. (Tuttavia, la sua conduttività è inferiore a quella del metallo.) Viene applicato tra il dissipatore di calore e il componente per garantire la dissipazione del calore dei componenti nell’industria dei computer e dell’elettronica.

Tipi di conduttori di calore

Le paste termiche utilizzano uno o più diversi tipi di materiali termoconduttori:

• La pasta termica a base ceramica ha generalmente una buona conducibilità termica ed è costituita da polvere ceramica sospesa in un componente siliconico liquido o gelatinoso, che può anche essere descritto come “pasta siliconica” o “componente riscaldante siliconico”. Le ceramiche più comunemente utilizzate e i loro conduttori termici sono: ossido di berillio, nitruro di alluminio, ossido di alluminio, ossido di zinco e biossido di silicio. Poiché queste ceramiche sono tutte sotto forma di polvere bianca, anche la pasta termica è solitamente di colore bianco.
• La pasta termica a base di metallo contiene particelle metalliche solide (solitamente argento o alluminio). Ha una migliore conduttività termica ed è più costoso dello stucco a base di ceramica.
• A base di carbonio. Sono paste termiche a base di conduttori a base di carbonio che utilizzano polvere di diamante o fibre di carbonio. Hanno la migliore conduttività termica e sono generalmente più costose della pasta termica a base di metallo.
• Base in metallo liquido. Alcune paste termiche sono realizzate con leghe metalliche liquide di gallio. Sono rari e costosi.
• Lega metallica a cambiamento di fase (Lega metallica a cambiamento di fase (PCMA) Non è “pasta”, ma un altro tipo di materiale di interfaccia termica. Crea una superficie di lega metallica isolata che deve essere “rifluida” ad alta temperatura (90-100C). La lega all’interno dell’isolante cambierà fase e riempirà tutti i microvuoti. Poiché questo materiale è in gran parte costituito da una lega metallica, le proprietà termiche di questo materiale di interfaccia sono molto buone.

Tutti questi componenti conducono il calore meglio dell’aria, ma la loro conduttività è peggiore del metallo. La pasta termica non viene utilizzata per creare uno strato tra il dissipatore e il componente. Lo scopo dell’applicazione della pasta termica è quello di riempire gli spazi d’aria in mezzo. La creazione di uno strato occasionale di pasta ridurrà l’efficacia del refrigerante. Superfici metalliche ideali, perfettamente piane e lisce non necessitano di pasta termica.

A cosa serve la pasta termica?

La pasta termica viene utilizzata nelle industrie dell’elettronica e dei computer come ausilio al circuito integrato o dissipatore di calore per rimuovere il calore da un componente semiconduttore come un transistor.

La pasta termoconduttiva viene applicata contro la superficie piana e non liscia di un componente che genera calore e l’analoga superficie del dissipatore, riempiendo le intercapedini d’aria e aumentando l’efficienza del dissipatore. L’aria tra il componente (ad es. CPU) e il dissipatore di calore è circa 8000 volte meno efficace nella conduzione del calore rispetto all’alluminio (un comune dissipatore di calore).

A causa delle limitazioni nella tecnologia di produzione, si verificano difetti sulle superfici dei componenti. Invisibili a occhio nudo, fattori semi-microscopici come irregolarità di fusione e difetti della macchina impediscono il perfetto contatto tra il componente e il refrigerante.

La conduttività termica e la “conformità” (cioè la capacità di armonizzare le superfici irregolari del materiale) sono proprietà importanti della pasta termica.

La pasta termica viene utilizzata per aumentare l’efficacia dei dissipatori di calore utilizzati per raffreddare circuiti integrati veloci che generano calore elevato come amplificatori, transistor ad alta potenza e unità di elaborazione centrale (CPU). In alternativa, la necessità di pasta termica può essere eliminata lisciando le superfici di questi componenti con materiali adatti o utilizzando un dissipatore adatto alla superficie. In particolare, gli overclocker, che fanno sì che il processore rilasci più calore aumentando la frequenza del processore, appiattiscono la superficie del processore levigandola o preferiscono sistemi di raffreddamento di livello superiore come acqua e azoto.

Caratteristiche

Le particelle di ossido di metallo e nitruro nei componenti termici in silicio hanno una conduttività termica di 220 W/(m·K). (Rispetto alla conduttività termica dei metalli che utilizzano le aggiunte di particelle, il rame è 380 W/(m·K), l’argento è 429 e l’alluminio è 237.) I conduttori termici tipici dei componenti in silicio sono compresi tra 0,7 e 3 W/(m·K) ). I componenti di calore d’argento possono avere una conducibilità da 3 a 8 W/(m·K) o più.

Per i componenti contenenti particelle sospese, le proprietà del liquido possono essere il fattore più importante. Come si può capire dai valori di conducibilità termica visti sopra, il valore di conducibilità della pasta termica è più vicino ai liquidi rispetto ai componenti metallici o ceramici.

In questo contesto, altre caratteristiche dei componenti liquidi che sono importanti nelle paste termiche sono le seguenti:

1. Quanto bene riempie i vuoti e quanto bene si conforma alla superficie ruvida sia del componente che del dissipatore di calore.
2. Quanto bene aderisce a queste superfici.
3. Quanta consistenza fornisce all’interno dell’intervallo di temperatura richiesto.
4. Quanto è resistente all’essiccazione o allo sfaldamento nel tempo.
5. Se si rompe nel tempo e si decompone in ossidazione.

Come applicare la pasta termica?

I dispositivi di raffreddamento della CPU utilizzano design diversi per trasferire meglio il calore tra i componenti. Alcune paste termiche durano fino ad almeno 8 anni. Su superfici piane e lisce, applicare la pasta termica al centro del processore e stendere la pasta con l’aiuto di una carta per renderla lo strato più sottile possibile. Pertanto, il calore generato nel processore verrà trasmesso direttamente al dispositivo di raffreddamento.

Poiché lo scopo qui è eliminare i vuoti d’aria, lo strato di pasta termica che si formerà tra il processore e il dissipatore di calore impedirà la conduzione del calore. La pasta termica a base di argento è anche elettricamente conduttiva, quindi se un po’ di essa penetra nei circuiti, può causare malfunzionamenti e danni.

Quando viene applicata una pressione alla pasta termica, inizia a diffondersi rapidamente verso i bordi. Quindi, se provi ad applicare troppa pasta termica sul processore, se lo strato di pasta rimane spesso, la pasta termica inizierà a traboccare non appena installerai il dissipatore di calore questo potrebbe creare danni come abbiamo accennato prima.

Sii generoso col tuo processore, se applichi troppo poca pasta termica, non funzionerà in modo efficace perché questa volta la pasta termica è insufficiente. Pertanto, dopo aver versato la giusta quantità di pasta termica, potrete stenderla bene con il metodo che desiderate.

Invece se lo strato di grasso termico è troppo spesso, impedirà la dissipazione del calore della CPU perché il grasso è un cattivo conduttore termico rispetto alle due superfici di contatto metalliche. Un’applicazione eccessiva di pasta termica della CPU può causare un aumento della temperatura della CPU fino a 3-5 °C.

Prima di applicare il grasso termico, è essenziale rimuovere tutti i residui di grasso termico dalle superfici di contatto della CPU e del dissipatore di calore. L’alcol isopropilico è la soluzione ideale per pulire la pasta termica. Ma qualsiasi cosa con una concentrazione del minimo 70% o superiore dovrebbe funzionare, purché non contenga fragranze o additivi.

Attenzione all’elettricità statica: c’è un dibattito su quanto sia probabile che si rovini il processore del computer con l’elettricità statica. Cautela, sbarazzati dei braccialetti per evitare danni elettrici ai micro componenti e alle parti del computer.

Dopo la pulizia, l’unica cosa che devi fare versare una goccia, che è uno dei metodi più comuni e più semplici, è regolare la quantità di pasta che versi sul processore. Una quantità sufficiente di pasta termica, che lascerai al centro del processore, si diffonderà quando sovrapporrai il dispositivo di raffreddamento del processore e chiuderà automaticamente i traferri.

Il problema più grande che potresti incontrare con questo metodo sarà quello di regolare l’uscita della goccia dalla siringa o dal contenitore. Se metti troppa poca pasta termica per paura di prenderne troppa, la pasta non si stenderà abbastanza bene. Invece se metterai troppo, questa volta la pasta traboccherà sulla mobo.

Ci sono probabilmente dozzine di altri metodi praticati in tutto il mondo, ma quelli menzionati in questo articolo si sono dimostrati i più efficaci, quindi non c’è motivo di sperimentare altre soluzioni.

Nel corso del tempo, alcune paste termiche possono seccarsi, ridurre la loro capacità di trasferimento del calore o essere più difficili da rimuovere dal dissipatore di calore perché sono adesive. Se viene applicata troppa forza, può danneggiare il processore. Accendere il computer per un breve periodo e stancare il processore riscalderà la pasta e ne faciliterà la rimozione. Si consiglia di riapplicare la pasta termica ogni volta che si rimuove il dissipatore.

La pasta termica a base di olio di silicone può essere rimossa da un componente o da un refrigerante con l’aiuto di alcol (come alcol denaturato) o acetone. D’altra parte, vengono prodotti anche detergenti speciali allo scopo di pulire le superfici e rimuovere la pasta di raffreddamento.

I prezzi della pasta termica possono aumentare in base alla qualità della pasta, ma comunque si possono trovare paste di qualità a prezzi non molto alti. Se desideri acquistare la pasta termica, ti consigliamo:

• Cooler Master Mastergel Maker
• Grizzly termale Kryonaut
• Arctic MX-4

E tutto.