Įvadas
Veiksmingas šilumos valdymas yra būtinas šiuolaikiniams elektroniniams prietaisams. Tokie komponentai kaipCPU,galios moduliai, pramoninė elektronika ir ryšių įranga eksploatacijos metu sukuria didelius šilumos kiekius. Jei ši šiluma nėra tinkamai išsklaidoma, gali pablogėti veikimas, sumažėti patikimumas ir sutrumpėti gaminio tarnavimo laikas.
Šilumos šalintuvaiyra plačiai naudojami šilumai pašalinti iš elektroninių komponentų. Tačiau net ir geriausiai-suprojektuotas aušintuvas negali efektyviai veikti, jei nėra tinkamo kontakto su šilumos šaltiniu. Štai kurtermo pasta, taip pat žinomas kaipterminis tepalas arba terminis mišinys, tampa kritiška.
Šiluminė pasta pagerina šiluminę sąsają tarp elektroninių komponentų ir aušintuvų, sumažindama mikroskopinius oro tarpus, ribojančius šilumos perdavimą. Šiame straipsnyje paaiškinsime, kas yra šiluminė pasta, kaip ji veikia ir kodėl ji vaidina svarbų vaidmenį šilumos kriauklės veikimui.
Kas yra terminė pasta
Terminė pasta yra tam tikros rūšiesšiluminės sąsajos medžiaga (TIM)naudojamas šilumos perdavimui tarp dviejų besiliečiančių paviršių, paprastai tarp šilumą{0}}generuojančio komponento ir šilumos kriauklės, pagerinti.
Nors metaliniai paviršiai, tokie kaip centriniai procesoriai ir aušintuvo pagrindai, gali atrodyti lygūs, juose iš tikrųjų yra mikroskopinių paviršiaus trūkumų. Kai du paviršiai suspaudžiami, tarp jų lieka mažytės oro kišenės.
Oras yra prastas šilumos laidininkas, jo šilumos laidumas yra apytikslis0.024 W/m·K. Termo pasta užpildo šiuos mikroskopinius tarpus ir pakeičia orą medžiaga, kuri efektyviau praleidžia šilumą.
Daugumos šiluminių pastų šilumos laidumo vertės svyruoja nuo1 W/m·K iki daugiau nei 10 W/m·K, priklausomai nuo formulės ir naudojamų medžiagų.
Terminė pasta taip pat gali būti vadinama:
Terminis tepalas
Terminis junginys
Šilumos šalinimo mišinys
Šiluminės sąsajos medžiaga (TIM)
Terminės pastos veikimo principas
Pagrindinė terminės pastos funkcija yrasumažinti šiluminę varžą tarp dviejų kontaktinių paviršių.
Įprastoje elektroninėje aušinimo sistemoje šiluma keliauja šiuo keliu:
Chip → Thermal Paste → Heat Sink → Oras
Be terminės pastos šilumos perdavimo kelyje dažnai yra mikroskopinių oro tarpų:
Chip → Oro tarpas → Heat Sink
Kadangi oras turi itin mažą šilumos laidumą, šie tarpai sukuria šiluminę varžą ir žymiai sumažina šilumos perdavimo efektyvumą.
Užpildžius šias spragas, šiluminė pasta sukuria nuolatinį šilumos kelią, leidžiantį šilumai efektyviau tekėti iš elektroninio komponento į šilumos kriaukle.
Kodėl šiluminė pasta yra svarbi šilumnešiams
Šilumos kriauklės yra skirtos šilumai išsklaidyti laidumo ir konvekcijos būdu. Tačiau jų efektyvumas labai priklauso nuo šilumos šaltinio ir šilumos kriauklės pagrindo kontakto kokybės.
Net tiksliai apdirbti metaliniai paviršiai nėra idealiai lygūs. Kai šie paviršiai surenkami kartu, tarp jų lieka mikroskopinės tuštumos.
Šiluminė pasta užpildo šias tuštumas ir pagerina šiluminę sąsają tarp dviejų paviršių. Tai suteikia keletą privalumų:
* Sumažinta šiluminė varža
* Padidėjęs šilumos perdavimo efektyvumas
* Žemesnė darbinė temperatūra
* Stabilesnis šiluminis veikimas
Naudojant didelės galios{0}}elektroninius įrenginius, norint užtikrinti patikimą aušinimo efektyvumą, tarp komponento ir aušintuvo dažnai būtina naudoti terminę pastą.
Tikras terminės pastos su šilumos šalintuvais pritaikymas
Terminė pasta plačiai naudojama elektroninėse aušinimo sistemose, kur reikalingas efektyvus šilumos perdavimas tarp komponentų ir šilumos kriauklių. Šie pavyzdžiai iliustruoja, kaip šiluminė pasta naudojama tikrose šilumos kriauklės konstrukcijose.
CPU aušinimo programa
Didelio{0}}našumo skaičiavimo sistemose efektyvus aušinimas yra būtinas norint išlaikyti stabilų procesoriaus našumą.
Vienas įprastas terminis sprendimasaliuminioužtrauktuko pelekaikartu su agarų kamerabazę. Garų kamera greitai paskirsto šilumą per pagrindą, o užtrauktuko pelekai suteikia didelį paviršiaus plotą, kad pagerintų oro aušinimą.
Šiame dizaine,ant plokščio garų kameros paviršiaus užtepama šiluminė pastaužtikrinti tinkamą terminį kontaktą tarp procesoriaus ir aušintuvo. Užpildžius mikroskopinius oro tarpus tarp dviejų paviršių, šiluminė pasta žymiai pagerina šilumos perdavimo efektyvumą.
(CPU aušinimo aušintuvo pavyzdys, kai šiluminė pasta užtepama tarp procesoriaus ir garų kameros pagrindo, siekiant pagerinti šiluminį kontaktą)
Įrangos aušinimas su užtrauktuku
Šiluminė pasta taip pat dažnai naudojama elektroninės įrangos ir pramoninių įrenginių aušinimo sistemose.
Šiame pavyzdyje šilumos kriauklė susideda išaliuminio užtrauktuko pelekai, lituoti ant aliuminio pagrindo plokštės. Ši struktūra užtikrina efektyvų šilumos išsklaidymą, nes šiluma sklinda per pagrindo plokštę ir padidėja užtrauktuko pelekų paviršiaus plotas.
Norėdami pagerinti šiluminę sąsają tarp šilumą{0}}generuojančio komponento ir šilumos kriauklės,termo pasta tepama tiesiai ant aliuminio pagrindo plokštės paviršiaus. Tai padeda sumažinti šiluminę varžą ir pagerina šilumos perdavimą iš įrenginio į šilumos kriaukle.
Norėdami apsaugoti šiluminę sąsają transportavimo ir montavimo metu, aAnt užteptos termo pastos galima uždėti apsauginį dangtelį. Šis dangtelis apsaugo nuo netyčinio šiluminės pastos prisilietimo, užteršimo ar pasislinkimo prieš surinkimą.
(Aliuminio užtrauktuku esantis aušintuvas su termo pasta, užtepama ant pagrindo plokštės, kad pagerintų šiluminį kontaktą aušinant elektroninę įrangą)
Terminė pasta prieš terminį padą
Terminė pasta nėra vienintelė šiluminės sąsajos medžiaga, naudojama elektronikoje. Kitas įprastas sprendimas yraterminis padas.
| Terminė pasta | Terminis padėklas |
|---|---|
| Didesnis šilumos laidumas | Lengviau montuoti |
| Reikalingas rankinis pritaikymas | Išpjaukite ir išvalykite |
| Geriausiai tinka CPU ir GPU | Dažnai naudojamas masinėje gamyboje |
| Efektyviai užpildo mikroskopinius oro tarpus | Tinka nelygiems paviršiams |
Šiluminė pasta dažniausiai yra teikiama pirmenybė tose srityse, kurmaksimalus šiluminis našumasyra būtinas.
Kaip užtepti šiluminę pastą ant šilumos kriauklės
Norint pasiekti optimalų aušinimo efektyvumą, svarbu tinkamai užtepti terminę pastą.
Prieš montuodami šilumos kriauklę, ant šilumos šaltinio centro reikia užtepti nedidelį kiekį šiluminės pastos. Kai aušintuvas yra sumontuotas, slėgis paskirsto pastą per kontaktinį paviršių.
Įprasti taikymo metodai apima:
* Taškų metodas
* Linijinis metodas
* Kryžminis metodas
Tikslas yra sukurti aplonas, lygus sluoksniskuris užpildo mikroskopinius tarpus, nesudarydamas storo barjero tarp paviršių.
Kiek šiluminės pastos turėtumėte naudoti
Svarbu naudoti tinkamą terminės pastos kiekį.
Naudojant per daug pastos gali padidėti šiluminio sluoksnio storis, o tai gali sumažinti šilumos perdavimo efektyvumą. Naudojant per mažai pastos, tarp paviršių gali likti oro tarpai.
Daugumoje programųnedidelį žirnio{0}}dydžio kiekįpakanka tipiško procesoriaus{0}}dydžio paviršiams.
Tinkamas kiekis gali skirtis priklausomai nuo šilumos šaltinio dydžio ir aušintuvo pagrindo.
Ar šilumnešiai veikia be terminės pastos
Aušintuvas techniškai gali veikti be šiluminės pastos, tačiau aušinimo efektyvumas paprastai sumažės.
Be terminės pastos tarp šilumos šaltinio ir šilumos kriauklės lieka mikroskopiniai oro tarpai. Šie tarpai padidina šiluminę varžą ir sumažina šilumos perdavimo efektyvumą.
Daugeliui šiuolaikinių elektroninių įrenginių, ypač didelės galios{0}}sistemoms, norint pasiekti optimalų aušinimo efektyvumą, primygtinai rekomenduojama naudoti terminę pastą.
Išvada
Šiluminė pasta vaidina svarbų vaidmenį šiuolaikinėse elektroninėse aušinimo sistemose. Užpildydamas mikroskopinius oro tarpus tarp komponentų ir šilumos kriauklių, jis sumažina šiluminę varžą ir pagerina šilumos perdavimo efektyvumą.
Nesvarbu, ar naudojama procesoriaus aušinimo sistemose, ar pramoninėje elektroninėje įrangoje, šiluminė pasta padeda užtikrinti, kad aušintuvai veiktų efektyviai ir išlaikytų stabilią darbinę temperatūrą.
