Waarom gebruiken CPU's steeds vaker siliconenvet in plaats van soldeer voor warmteafvoer?
Intel gebruikt steeds vaker siliconenvet om warmte af te voeren na IvyBridge, en zelfs de dure X-serie is niet immuun. Hoewel het handig is voor liefhebbers van overklokken om de hoes te openen, hebben gewone consumenten twijfels. Om een paar dollar te besparen, offert de high-end serie van duizenden dollars warmteafvoer op. Is dit echt gepast? Wat zijn de redenen voor de toenemende populariteit van siliconenvet?
Allereerst zijn de thermische diffusieprestaties van siliconenvet inderdaad inferieur aan soldeer, wat buiten twijfel staat. Maar CPU-siliconenvet is geen goedkoop gewoon siliconenvet, noch is het de tandpasta die veel mensen belachelijk maken. Het gebruik van siliconenvet is inderdaad om kosten te besparen. Wanneer de focus niet op het warmteafvoermateriaal zelf ligt, zijn er diepere redenen. Om de principes erachter duidelijker te begrijpen, laten we wat basiskennis van CPU begrijpen.
Matrijs wordt op het substraat bevestigd door een groep zwarte vulstof Underfill en vervolgens bedekt met siliconenvet en vervolgens op het koellichaam. Naarmate Die meer en meer warmte genereert en veel mensen Die verpletteren om het koellichaam dichter bij Die te laten passen, begon Intel beschermende hoezen en Die toe te voegen om de desktop te vormen die we nu zien. Het basis uiterlijk van de cpu van de machine:
IHS: Geïntegreerde warmtestrooier. Het is wat we zien met het zilveren deksel. Sommige mensen denken dat het is gemaakt van aluminium, maar in feite is het belangrijkste materiaal koper, omdat koper een hoge thermische geleidbaarheid heeft. Het is zilver omdat het bedekt is met een laag nikkel. Het gebruik van nikkel als het oppervlak kan meer compatibel zijn met het siliconenvet hierboven:
Het thermische interfacemateriaal op de koperen afdekking wordt TIM1 (Thermal Interface Material) genoemd en de thermische geleidbaarheid onder de koperen afdekking werd ooit TIM2 genoemd. De koperen afdekking kan de warmte van Die naar een groter gebied brengen en de warmte via TIM1 naar een groter koellichaamsysteem (koellichaam) brengen om de warmteafvoer te vergemakkelijken.
Wat erger is, is dat de bubbels die in het solderen achterblijven en onzichtbaar zijn voor het blote oog, deze vervorming aanzienlijk zullen verergeren. Met het gebruik van de CPU zullen de scheuren die in het soldeer kunnen verschijnen dit effect ook verergeren. Net zoals het treinspoor uitzettingsvoegen zal achterlaten, kan de tim2-aansluiting van siliconenvet een bufferruimte achterlaten voor de matrijs en de koperen afdekking met verschillende expansieverhoudingen, waardoor dit gevaar wordt geëlimineerd. Een grotere Matrijs kan de warmte beter verspreiden naar het substraat en IHS, en de vervorming per oppervlakte-eenheid is ook klein. De kleine Die zal dit fenomeen verergeren en het vatbaarder maken voor problemen.
De soldeerverbinding is erg moeilijk en hoe het siliciummateriaal aan de koperen hoes te solderen is een groot probleem. Het materiaal moet vele malen worden verwerkt om een effectieve pasvorm te garanderen:
Toch zal soldeer een negatieve invloed hebben op de opbrengst en productiekosten. In combinatie met de toegenomen moeilijkheid van het soldeerproces veroorzaakt door de toename van de warmtedichtheid, wachten chipfabrikanten niet op alternatieven. Zo zien we dat sinds IvyBridge de Die erg klein is geworden, het siliconenvet TIM2 op tafel ligt en steeds meer gebruikt wordt. Het gebruik van siliconenvet om TIM2 te maken heeft geen effect op algemene gebruikers. Alle CPU's werken zeer goed binnen de TDP, wat wordt gegarandeerd door de verpakking en het testen. Tegelijkertijd vermindert het de kosten en risico's, dus waarom zou je het niet doen?
Voor overklokkers maakt het siliconenvet TIM2 het gemakkelijk om het deksel te openen. Je kunt zelf verschillende TIM2-materialen proberen, gecombineerd met een sterk warmteafvoersysteem, dat hogere frequenties kan uitdagen, wat ook een goede zaak is. Algemene gebruikers moeten er echter aan worden herinnerd dat er geen garantie is na het openen van de hoes en dat hoge temperaturen de levensduur beïnvloeden, dus ze moeten voorzichtig zijn.
