¿Qué es el compuesto térmico?

En las computadoras, muchas partes pueden producir mucho calor y necesitan refrigeración. La CPU y la GPU son las dos principales fuentes de calor. Por lo general, ambos necesitan refrigeración activa, incluso en una caja con buen flujo de aire. La RAM, los SSD, la VRAM, los VRM y el conjunto de chips producen una buena cantidad de calor. A menudo, estos pueden salirse con la suya con el enfriamiento pasivo en una caja con buen flujo de aire, siempre que tengan un disipador de calor de tamaño razonable.

Todas estas fuentes de calor se enfrían transfiriendo calor a un disipador de calor activo o pasivo y luego haciendo que el disipador de calor transfiera el calor al aire, que luego se elimina de la carcasa. El proceso es física bastante fundamental. Sin embargo, requiere un buen contacto para transferir el calor de manera eficiente. Hacer que el disipador de calor tenga un buen contacto con el aire es más sencillo que trivial. Como gas, el aire puro se adapta a la forma del disipador de calor. La única consideración es maximizar el área de superficie del disipador de calor.

Sin embargo, lograr un buen contacto entre la parte que produce calor real y el disipador de calor es más complicado. Por lo general, ambas partes son de metal, e incluso si ambas están maquinadas planas y unidas firmemente, el resultado no es perfecto. El proceso de aplanamiento puede dejar surcos microscópicos, dejando entrar algo de aire que en realidad aísla la transferencia de calor. Además, en algunos casos, la fuerza de montaje puede hacer que una o ambas partes se doblen levemente nuevamente, lo que genera un contacto deficiente y una transferencia de calor deficiente.

Para minimizar estos problemas, generalmente se usa un compuesto térmico. Por lo general, vienen en cuatro formatos con diferentes casos de uso, ventajas y desventajas. Generalmente, los usuarios finales solo necesitan tratar con un tipo de compuesto térmico, pasta térmica, por lo que los dos suelen ser sinónimos.

Pasta termica

La pasta térmica es el tipo de compuesto térmico más comúnmente pensado. También puede denominarse grasa térmica y TIM, abreviatura de Material de interfaz térmica. Las mezclas exactas varían, pero generalmente es una pasta de polímero con pequeñas partículas metálicas. La intención es que se coloque una pequeña cantidad sobre la superficie a enfriar.

Luego, el enfriador se coloca plano en la parte superior, extendiendo naturalmente la pasta térmica de manera uniforme y llenando cualquier espacio, sin importar cuán pequeño sea. Para una CPU de tamaño estándar, normalmente, una gota de pasta térmica del tamaño de un guisante es suficiente para proporcionar una cobertura completa.

La pasta térmica generalmente viene en una jeringa pequeña, lo que facilita la aplicación de una pequeña cantidad en el área que desea. Algunos, sin embargo, vienen en bolsitas que pueden ser más difíciles de aplicar y generalmente ensucian bastante. La conductividad térmica se mide en W/mK, o Watts por metro Kelvin. Los números más altos son mejores ya que se puede transferir más calor. Las pastas térmicas suelen ofrecer alrededor de 8 W/mK.

Críticamente, las pastas térmicas son, casi siempre, no conductoras de electricidad, lo que significa que no importa si se escurre una pequeña cantidad. No puede causar un corto. La pasta térmica generalmente se usa entre las CPU y sus enfriadores y las GPU y sus enfriadores. La pasta térmica generalmente se seca con el tiempo y, a menudo, muestra un rendimiento degradado después de unos dos años. En este punto, se debe limpiar y volver a aplicar. Por lo general, la pasta térmica no presenta ninguna capacidad adhesiva.

Almohadillas Térmicas

Las almohadillas térmicas son básicamente pequeñas esponjas delgadas que conducen bien el calor. Por lo general, no son tan buenos conductores de calor como la pasta térmica, en parte porque son más gruesos de lo que termina siendo la pasta. Estas almohadillas térmicas son fáciles de aplicar porque puedes ver claramente qué cobertura obtendrás. La almohadilla tiende a ser ligeramente adhesiva, lo que dificulta su extracción, especialmente si la almohadilla se rompe.

Las almohadillas térmicas ofrecen una capa de protección para los componentes sensibles a la presión. La presión de montaje a veces puede hacer que los componentes se agrieten, especialmente si no todos los componentes están perfectamente nivelados. La pequeña esponja de una almohadilla térmica le permite absorber esa presión y ayuda a nivelar los componentes. Las almohadillas térmicas generalmente no se usan para enfriar CPU o GPU.

Sin embargo, a menudo aparecen en VRAM, VRM, RAM y SSD. Estos dispositivos generalmente no emiten tanto calor. Por lo tanto, la conductividad térmica reducida en comparación con la pasta no es un problema. Sin embargo, se aprecian los ahorros de costos.

Soldadura TIM

Una CPU en realidad tiene dos capas del disipador de calor. La matriz de la CPU está cubierta por un disipador de calor integrado o IHS. Luego, el disipador de calor enfría el IHS con una capa de pasta térmica estándar entre ellos. Para garantizar que el IHS tenga un buen contacto con el chip de la CPU, se utiliza otra capa de compuesto térmico para lograr una conductividad térmica óptima. En algunos escenarios, se utiliza pasta térmica estándar. Sin embargo, el área superficial es pequeña, lo que dificulta la transferencia de calor.

En los procesadores modernos, la soldadura transfiere calor entre la matriz de la CPU y el IHS. Esto generalmente se aplica como una lámina en miniatura que se aprieta durante la aplicación del IHS para formar una buena conexión. Como metal, la conductividad térmica de la soldadura es mucho mayor, alrededor de 50 W/mK. También es eléctricamente conductor, por lo que se debe tener cuidado para aislar los componentes cercanos.

Metal liquido

Algunos entusiastas y overclockers extremos optan por utilizar un compuesto térmico de metal líquido. Estos se basan en galio, un metal líquido a temperatura ambiente. Sin embargo, generalmente está aleado con otros metales. Esto significa que se puede aplicar de manera similar a la pasta térmica estándar.

Ofrece una excelente conductividad térmica, del orden de 60W/mK. Su uso puede ver varios grados de caída de temperatura a medida que el calor se transfiere de manera más eficiente. Por mucho que suene genial, hay varias dificultades.

Se debe tener mucho cuidado al usar metales líquidos. En primer lugar, el galio no debe manipularse directamente. El metal líquido es mucho menos denso que la pasta térmica, por lo que se necesita usar mucho menos. Es eléctricamente conductor, por lo que puede provocar cortocircuitos si se derrama sobre los componentes.

El galio también es espectacularmente corrosivo para el aluminio, que es incompatible con los disipadores de calor a base de aluminio. Los metales líquidos son difíciles de limpiar si desea volver a aplicarlos. Los compuestos térmicos de metal líquido no deben usarse a menos que tenga mucha experiencia y conozca todos los riesgos que conllevan.

Conclusión

El compuesto térmico se refiere a cualquier forma de material de interfaz térmica. Estos materiales están diseñados para proporcionar un buen contacto físico y una alta conductividad térmica para garantizar que el calor se pueda transferir de manera eficiente. En la mayoría de los casos, el compuesto térmico significará pasta térmica, ya que esta suele ser la única forma con la que tratan los usuarios finales.

Sin embargo, hay otros tipos disponibles con diferentes ventajas y desventajas. El rendimiento se mide en conductividad térmica con las unidades W/mK. Los valores más altos son mejores, pero también se deben considerar otros factores como la facilidad de uso y la conductividad eléctrica.