써멀 컴파운드란?

컴퓨터에서 많은 부품은 많은 열을 발생시킬 수 있으며 냉각이 필요합니다. CPU와 GPU는 주요 열원입니다. 공기 흐름이 좋은 경우에도 일반적으로 능동 냉각이 필요합니다. RAM, SSD, VRAM, VRM 및 칩셋은 상당한 양의 열을 발생시킵니다. 적절한 크기의 방열판이 있는 한 공기 흐름이 좋은 경우 수동 냉각으로 해결될 수 있습니다.

이러한 모든 열원은 능동 또는 수동 방열판으로 열을 전달한 다음 방열판이 열을 공기로 전달하도록 하여 냉각되며 케이스에서 제거됩니다. 그 과정은 꽤 기본적인 물리학입니다. 그러나 열을 효율적으로 전달하려면 좋은 접촉이 필요합니다. 공기 접촉이 잘 되도록 방열판을 가져오는 것은 사소한 것보다 더 간단합니다. 가스로서 공기청정기는 방열판의 모양과 일치합니다. 유일한 고려 사항은 방열판의 표면적을 최대화하는 것입니다.

그러나 실제 열 발생 부품과 방열판 사이의 접촉을 양호하게 만드는 것은 더 복잡합니다. 일반적으로 두 부품 모두 금속이며 둘 다 평평하게 가공되어 단단히 고정되어 있어도 결과가 완벽하지 않습니다. 평평하게 하는 과정은 미세한 홈을 남길 수 있으며 실제로 열 전달을 차단하는 약간의 공기가 들어가게 합니다. 또한 경우에 따라 장착 힘으로 인해 부품 중 하나 또는 둘 다 다시 약간 구부러져 접촉 불량 및 열 전달 불량이 발생할 수 있습니다.

이러한 문제를 최소화하기 위해 일반적으로 써멀 컴파운드가 사용됩니다. 이들은 일반적으로 사용 사례, 장점 및 단점이 다른 네 가지 형식으로 제공됩니다. 일반적으로 최종 사용자는 한 가지 유형의 써멀 컴파운드인 써멀 페이스트만 처리하면 되므로 일반적으로 둘은 동의어입니다.

써멀 페이스트

써멀 페이스트는 가장 일반적으로 생각되는 써멀 컴파운드 유형입니다. Thermal Interface Material의 줄임말인 열 그리스 및 TIM이라고도 합니다. 정확한 혼합물은 다양하지만 일반적으로 작은 금속 입자가 포함된 폴리머 페이스트입니다. 의도는 냉각될 표면에 소량을 놓는 것입니다.

그런 다음 쿨러를 위에 평평하게 놓고 서멀 페이스트를 자연스럽게 고르게 펴서 아무리 작은 틈이라도 채웁니다. 표준 크기 CPU의 경우 일반적으로 완두콩 크기 정도의 써멀 페이스트 덩어리면 전체를 덮기에 충분합니다.

써멀 페이스트는 일반적으로 작은 주사기에 들어 있어 원하는 부위에 소량을 쉽게 바를 수 있습니다. 그러나 일부는 적용하기가 더 어려울 수 있고 일반적으로 상당히 지저분한 향 주머니에 들어 있습니다. 열전도율은 W/mK 또는 미터 켈빈당 와트로 측정됩니다. 더 많은 열을 전달할 수 있으므로 숫자가 높을수록 좋습니다. 써멀 페이스트는 일반적으로 약 8W/mK를 제공합니다.

비판적으로 써멀 페이스트는 – 거의 항상 – 전기 전도성이 없습니다. 단락을 일으킬 수 없습니다. 서멀 그리스는 일반적으로 CPU와 냉각기 사이, GPU와 냉각기 사이에 사용됩니다. 써멀 그리스는 일반적으로 시간이 지나면서 건조되며 약 2년 후에 성능이 저하되는 경우가 많습니다. 이 시점에서 청소하고 다시 적용해야 합니다. 일반적으로 써멀 페이스트는 접착 기능이 없습니다.

열 패드

열 패드는 기본적으로 열을 잘 전달하는 작고 얇은 스폰지입니다. 일반적으로 서멀 페이스트만큼 열전도율이 좋지 않습니다. 부분적으로는 페이스트보다 두껍기 때문입니다. 이 열 패드는 적용 범위를 정확히 확인할 수 있기 때문에 적용하기 쉽습니다. 패드는 약간 접착력이 있는 경향이 있어 특히 패드가 부서지면 제거하기 어렵습니다.

열 패드는 압력에 민감한 구성 요소에 대한 보호 계층을 제공합니다. 장착 압력으로 인해 부품에 균열이 생길 수 있으며, 특히 모든 부품이 완벽하게 수평이 아닌 경우 더욱 그렇습니다. 열 패드의 작은 스폰지는 압력을 흡수하고 부품의 수평을 맞추는 데 도움이 됩니다. 열 패드는 일반적으로 CPU 또는 GPU를 냉각하는 데 사용되지 않습니다.

그러나 VRAM, VRM, RAM 및 SSD에 자주 사용됩니다. 이러한 장치는 일반적으로 많은 열을 출력하지 않습니다. 따라서 페이스트에 비해 감소된 열전도율은 문제가 되지 않습니다. 그러나 비용 절감은 높이 평가됩니다.

납땜 TIM

CPU에는 실제로 두 겹의 방열판이 있습니다. CPU 다이는 통합 열 분산기(IHS)로 덮여 있습니다. 그런 다음 IHS는 방열판 사이에 표준 열 페이스트 층이 있는 방열판에 의해 냉각됩니다. IHS가 CPU 다이와 잘 접촉하도록 보장하기 위해 최적의 열 전도성을 위해 또 다른 열 화합물 층이 사용됩니다. 일부 시나리오에서는 표준 열 페이스트가 사용됩니다. 그러나 표면적이 작기 때문에 열 전달이 더 어렵습니다.

최신 프로세서에서 솔더는 CPU 다이와 IHS 사이에서 열을 전달합니다. 이것은 일반적으로 좋은 연결을 형성하기 위해 IHS를 적용하는 동안 압착되는 소형 시트로 적용됩니다. 금속으로서 솔더의 열전도율은 약 50W/mK로 훨씬 더 높습니다. 또한 전기 전도성이 있으므로 주변 부품을 절연하는 데 주의를 기울여야 합니다.

액체 금속

일부 매니아와 익스트림 오버클러커는 액체 금속 열 화합물을 사용하기로 선택합니다. 이들은 상온에서 금속 액체인 갈륨을 기반으로 합니다. 그러나 일반적으로 다른 금속과 합금됩니다. 이것은 표준 써멀 페이스트와 유사하게 적용될 수 있음을 의미합니다.

60W/mK 정도의 우수한 열 전도성을 제공합니다. 그것을 사용하면 열이 더 효율적으로 전달됨에 따라 온도가 여러 각도로 떨어지는 것을 볼 수 있습니다. 훌륭하게 들리지만 몇 가지 어려움이 있습니다.

액체 금속을 사용할 때는 세심한 주의가 필요합니다. 우선, 갈륨은 직접 취급해서는 안됩니다. 액체 금속은 써멀 페이스트보다 밀도가 훨씬 낮기 때문에 사용할 필요가 훨씬 적습니다. 전기 전도성이므로 구성 요소에 쏟아지면 단락이 발생할 수 있습니다.

갈륨은 또한 알루미늄 기반 방열판과 호환되지 않는 알루미늄을 극적으로 부식시킵니다. 액체 금속은 다시 바르고 싶을 때 닦아내기가 어렵습니다. 액체 금속 열 화합물은 경험이 풍부하고 그에 수반되는 모든 위험을 알고 있지 않는 한 사용해서는 안 됩니다.

결론

써멀 컴파운드는 모든 형태의 열 인터페이스 재료를 말합니다. 이러한 소재는 우수한 물리적 접촉과 높은 열 전도성을 제공하여 열을 효율적으로 전달할 수 있도록 설계되었습니다. 대부분의 경우 써멀 컴파운드는 일반적으로 최종 사용자가 처리하는 유일한 형태인 써멀 페이스트를 의미합니다.

그러나 장점과 단점이 다른 다른 유형을 사용할 수 있습니다. 성능은 W/mK 단위의 열전도율로 측정됩니다. 값이 높을수록 좋지만 사용 편의성 및 전기 전도성과 같은 다른 요소도 고려해야 합니다.