La migliore pasta termica per tipologia d’uso

A prima vista il dispositivo di raffreddamento della CPU può sembrare uniforme, tuttavia, presenta imperfezioni microscopiche che possono ostacolare il trasferimento del calore: la superficie di un dissipatore non è mai completamente piatta, ma è coperta da abrasioni microscopiche dovute al processo di fabbricazione.

È necessario, quindi, ricorrere a un materiale di riempimento con un'ottima conducibilità termica per compensare l'irregolarità tra l’elemento di raffreddamento e il processore e per migliorare il trasferimento di calore. Ed è proprio a questo che serve la pasta termica.

Le proprietà e il comportamento della pasta termica sono determinati dal tipo e dalla struttura del componente principale. Secondo questo criterio, una prima classificazione dei vari tipi di pasta termica è la seguente:

• Pasta con base metallica;
• Pasta con base ceramica;
• Pasta con base carbonica;
• Pasta con metallo liquido.

La pasta termica con base metallica è un composto siliconico con particelle metalliche di argento, rame o alluminio. L’elevata conducibilità termica di questa pasta garantisce prestazioni termiche ottimali; tuttavia, l’elevata conducibilità elettrica richiede un’applicazione attenta per evitare che la pasta entri a contatto con delicati componenti elettronici.

La pasta termica a base ceramica contiene particelle ceramiche termoconduttive. Anche se le prestazioni di questo tipo di pasta sono in qualche misura inferiori a quelle della pasta con base metallica, le particelle di ceramica sono isolanti, quindi garantiscono alla pasta una bassa conducibilità elettrica e la rendono più sicura da utilizzare.

La pasta termica con base carbonica è il tipo più costoso presente in commercio perché all’interno contiene polvere di diamante o fibre di carbonio, ma offre prestazioni superiori rispetto agli altri tipi di pasta termica.

La pasta termica con metallo liquido presenta una lega liquida di gallio. Anche qui il costo elevato è un fattore discriminante, ma questo tipo di pasta termica offre in assoluto le migliori prestazioni, consentendo una riduzione di temperatura fino a 5 °C in meno rispetto ad altre paste termiche.

Al pari del tipo con particelle metalliche aggiunte, la pasta termica con metallo liquido conduce elettricità, quindi l’applicazione è più complicata. Inoltre, non può essere applicata sull’alluminio, perché lo corrode e ne compromette le prestazioni.

Per stabilire quale sia la migliore pasta termica in funzione della particolare destinazione d’uso, il fattore decisivo principale è rappresentato dalla conducibilità termica: un valore più alto determina una maggiore efficienza di trasferimento di calore e di conseguenza una temperatura più bassa del componente elettronico.

Altrettanto importante è avere livelli bassi di viscosità e tensione superficiale per distribuire agevolmente la pasta termica sulla superficie di applicazione.

Inoltre, l’elevata conducibilità elettrica può essere un fattore discriminante in applicazioni in cui l’isolamento elettrico è fondamentale.

Questi parametri influiscono sulla scelta della pasta termica: decidere quale sia la migliore pasta termica da acquistare in base alle applicazioni non deve essere solo una questione di costo, quando si tratta di salvaguardare preziosi e delicati dispositivi elettronici.

Quando si rende necessario riposizionare una CPU, in pratica occorre ripetere il processo d’installazione del dispositivo di raffreddamento e quindi applicare di nuovo la pasta termica.

Innanzitutto, bisogna assicurarsi che la superficie di applicazione sulla CPU sia accuratamente pulita, e non vi siano residui di pasta termica precedente.

A tale scopo, si può rimuovere lo strato precedente di pasta utilizzando un panno in microfibra oppure un foglio di carta assorbente inumidito con alcol isopropilico e lasciare asciugare la superficie per qualche minuto.

Fatto ciò, si può applicare uniformemente la pasta termica partendo dal centro della CPU; la superficie deve essere ricoperta da un film sottile e uniforme di pasta, senza bolle d’aria.

Ora la superficie è pronta per ospitare di nuovo il dispositivo di raffreddamento.

Il pad termico e i nastri termici rappresentano un’ottima alternativa alla pasta termica per CPU.

Si tratta di materiale termoconduttivo disponibile in dimensioni e spessori standard che si applica direttamente sulla superficie del dispositivo di raffreddamento e risulta utile quando non è possibile utilizzare la pasta termica.

Il pad termico in particolare contribuisce a smorzare le vibrazioni e ad assorbire gli urti per evitare danni ai componenti.

I dispositivi di raffreddamento installati sulla superficie di componenti e processori mediante l’applicazione della pasta termica sono noti come dissipatori, e vengono realizzati in rame o alluminio; il rame è meno diffuso perché più costoso e pesante dell’alluminio, ma si rivela necessario quando occorre una maggiore efficienza di dissipazione del calore.

Per migliorare l’efficienza, i dissipatori per microprocessori in genere presentano una struttura a lamelle (dissipatori passivi) che aumenta il rapporto tra superficie e volume. Se vengono accoppiati a una ventola di raffreddamento alimentata direttamente dalla scheda madre (dissipatori attivi) che genera un flusso d’aria costante, l’ingombro e il costo si riducono, a parità di efficienza.

Il modello di gran lunga più efficiente, ma anche il più costoso per la necessità di una regolare manutenzione, è rappresentato dai dissipatori a liquido, nei quali l’azione di una pompa consente la circolazione di un liquido di raffreddamento che assorbe il calore ceduto dal componente da raffreddare a una piastra di metallo.

La corretta applicazione del tipo più adatto di pasta termica influisce sul trasferimento efficiente del calore e quindi sulle prestazioni di processori e componenti elettronici.

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Credits: Picdream