열 그리스는 무엇입니까?속성 및 용도

열 그리스는 CPU 및 GPU와 같은 뜨거운 부품과 냉각 장치 (일반적으로 방열판) 사이의 열을 전달하는 데 도움이됩니다.이 기사에서는 열 그리스의 중요한 역할을 살펴보고 조성, 품질 및 우수한 열 전달을 보장하기 위해이를 사용하는 방법을 살펴 봅니다.실리콘, 금속, 세라믹, 탄소 기반 및 액체 금속을 포함한 다양한 유형의 열 그리스와 각각의 특정 요구를 충족시키는 방법에 대해 논의 할 것입니다.이 기사는 또한 CPU에 열 그리스를 적용하여 일반적인 실수와 신화를 피하고 전자 장치를 안정적이고 효율적으로 유지하는 데 넓은 역할을하는 올바른 방법을 설명합니다.

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그림 1 : 열 그리스

열 그리스는 열전도를 어떻게 향상 시킵니까?

일반적으로 열 페이스트로 알려진 열 그리스는 전자 장치의 열을 관리하는 데 중요합니다.주요 기능은 CPU 또는 GPU와 같은 더 뜨거운 구성 요소에서 표면 사이의 공기 갭을 채워서 방열판과 같은 더 냉각기로 촉진하는 것입니다.분자 수준에서 몇 가지 메커니즘은 열 그리스가 열 전도를 향상시키는 방법을 설명합니다.

열원 (예 : CPU)과 방열판의 표면은 육안으로 매끄럽게 보이지만 실제로는 미세한 규모로 거칠고 불완전합니다.이러한 결함은 표면이 접촉 할 때 작은 공기 틈을 만들고 공기는 열이 열악하기 때문에 열전을 방해합니다.열 그리스는 이러한 갭을 채우고 공기를 열전도율이 훨씬 높아서 열 전달 효율을 향상시키는 재료로 대체합니다.

열 그리스는 금속, 세라믹 또는 탄소와 같은 열 전도성 입자와 혼합 된 실리콘 또는 합성 오일과 같은 기본 물질로 만들어집니다.이들 입자는 그리스를 통한 열 전도 경로 네트워크를 형성하여 기본 재료만으로도 열이 더 효율적으로 이동할 수있게한다.이 네트워크는 인터페이스의 전체 열 전도성을 향상시킵니다.

인터페이스를 통한 열 전달 효율은 열 저항에 반비례합니다.열원과 싱크 사이의 접촉을 개선하고보다 전도성 매체를 제공하는 열 그리스는 계면에서 열 저항을 줄입니다.이로 인해 더 효과적인 열 소산이 발생합니다.

열 그리스의 유형

실리콘 기반 그리스 : 일반적인 목적으로 가장 널리 사용되는 열 그리스입니다.그들은 산화 아연 또는 산화 알루미늄과 같은 금속성 또는 세라믹 전도성 입자와 혼합 된 실리콘 오일을 함유한다.비용 효율적이며 중간 정도의 열전도율을 제공합니다.

그림 2 : 실리콘 기반 그리스

금속 기반 그리스 : 이 그리스에는은, 알루미늄 또는 구리와 같은 금속 입자가 포함되어 있으며, 이는 우수한 열 도체입니다.금속 기반 그리스는 실리콘 기반보다 높은 열전도율을 제공하며 게임용 PC 또는 서버와 같은 고성능 응용 프로그램에 이상적입니다.

그림 3 : 금속 기반 그리스

세라믹 기반 그리스 : 이 그리스에는 금속 입자가 포함되어 있지 않으며 질화 알루미늄, 질화 붕소 또는 실리콘 카바이드와 같은 세라믹 도체로 구성됩니다.세라믹 기반 그리스는 전기적으로 전도성이 없으므로 전기 전도성이 위험에 처할 수있는 응용 분야에 적합합니다.

탄소 기반 그리스 : 흑연 또는 다이아몬드 분말을 포함 하여이 그리스는 탄소 재료의 높은 열전도율을 활용합니다.다이아몬드 파우더는 우수한 열전도율을 제공하며 탁월한 열 소산이 필요한 응용 분야에서 사용됩니다.

그림 4 : 탄소 기반 그리스

액체 금속 그리스 : 갈륨과 같은 합금으로 구성된이 그리스는 높은 열전도율을 자랑하며 극도의 성능 응용 분야에 사용됩니다.그러나, 이들은 전기적으로 전도성이 있고 잠재적으로 알루미늄에 부식성이있어 신중한 적용이 필요합니다.

그림 5 : 액체 금속 그리스

CPU에 열 그리스의 올바른 적용

1 단계 : 자료를 수집하십시오

시작하기 전에 다음을 확인하십시오.

• 열 그리스

• 이소 프로필 알코올 (70%이상)

• 보풀이없는 천 또는 커피 필터

• 플라스틱 카드 (옵션, 페이스트 확산을위한 선택 사항)

• CPU 및 Cooler

2 단계 : 작업 영역을 준비하십시오

깨끗하고 먼지가 없으며 조명이 밝은 공간에 설치하십시오.구성 요소에 대한 정적 손상을 피하기 위해 자신을 접지하십시오.정전기 손목 스트랩을 사용하거나 주기적으로 접지 된 금속 물체를 터치하십시오.

3 단계 : CPU 표면을 청소하십시오

오래된 열 페이스트를 교체하거나 새로운 CPU를 청소하는 경우 표면을 완전히 청소하십시오.보풀이없는 천을 이소 프로필 알코올로 약화시키고 CPU 표면을 부드럽게 닦아냅니다.완전히 말리십시오.

그림 6 : CPU 및 방열판 표면 청소

4 단계 : 열 그리스를 바릅니다

CPU 중심을 가로 지르는 완두콩 크기 또는 얇은 라인의 크기에 대해 소량의 열 그리스를 바릅니다.너무 많거나 너무 적으면 문제가 발생할 수 있습니다.

그림 7 : 열 그리스 적용

5 단계 : 페이스트 전파 (선택 사항)

커버리지를 위해서도 페이스트를 플라스틱 카드로 뿌릴 수 있습니다.너무 많은 페이스트를 사용하고 기포를 생성하지 않도록주의하십시오.

6 단계 : CPU 쿨러를 설치하십시오

쿨러를 CPU에 균등하게 놓습니다.열 페이스트와 잘 접촉하기 위해 약간 아래로 누른 다음 제조업체의 지침에 따라 쿨러를 고정하십시오.공기 주머니를 방지하기 위해 쿨러를 비틀거나 미끄러지지 마십시오.

7 단계 : 쿨러를 전원에 연결하십시오

쿨러를 마더 보드의 CPU 팬 헤더에 연결하여 전원을 공급하십시오.

그림 8 : CPU 팬 연결 마더 보드에 연결

8 단계 : 시스템을 테스트하십시오

시스템에 전원을 공급하십시오.CPU 온도가 정상적으로 읽히고 CPU 팬이 인식되고 작동하는지 확인하려면 BIOS를 입력하십시오.모든 것이 예상대로 작동하는지 확인하기 위해 부하의 CPU 온도를 모니터링하십시오.

그림 9 : 시스템 테스트

열 그리스를 적용하는 일반적인 실수와 신화

• 너무 많은 열 그리스를 바릅니다

일반적인 오해는 더 많은 열 페이스트가 더 나은 냉각으로 이어진다는 것입니다.실제로, 열 그리스의 목적은 열전도를 개선하기 위해 CPU 및 방열판 표면의 미세한 결함을 채우는 것입니다.열의 주요 도체 역할을하는 것은 아닙니다.과도한 응용은 열원을 단열하여 열 전달 효율을 줄일 수 있습니다.종이 시트의 두께에 대한 얇고 균등하게 퍼진 층 또는 히트 싱크의 압력 아래에 퍼지는 중앙의 작은 완두콩 크기의 점이 이상적입니다.

• 오래된 열 그리스를 재사용합니다

방열판을 분해하거나 구성 요소를 변경 한 후 오래된 열 그리스를 재사용하는 것은 또 다른 일반적인 실수입니다.사용 된 열 그리스는 건조하고 열전도율을 잃을 수 있습니다.구성 요소가 분리되면 오래된 페이스트를 완전히 청소하고 최적의 열 접촉을 보장하기 위해 신선한 층을 적용하는 것이 가장 좋습니다.

• 잘못된 유형의 열 그리스 사용

다른 열 그리스는 특정 응용 및 조건을 위해 설계되었습니다.일부 페이스트에는 금속 기반 화합물이 포함되어 있으며 전기 전도성이 있으며 전기 성분으로 퍼져서 단락을 일으킬 위험이 있습니다.제품의 전도성 특성과 안전한 응용 분야에 대해 확신하지 않는 한 일반적인 사용을 위해 비전 도성 페이스트를 선택하십시오.

• 모든 열 페이스트가 동일하다고 믿는다

모든 열 페이스트가 똑같이 잘 작동한다는 신화가 존재하므로 선택은 중요하지 않습니다.실제로, 열 페이스트는 조성이 다양하다.이러한 차이는 특히 고성능 컴퓨팅 열 관리에서 성능에 영향을 줄 수 있습니다.특정 요구와 예산에 맞는 페이스트를 연구하고 선택하는 것은 가치가 있습니다.

• 응용 프로그램을 무시합니다

열 페이스트의 효과는 그것이 적절하게 적용되는 방식에 크게 영향을받을 수 있습니다.일반적인 방법에는 점, 선 및 스프레드 방법이 포함됩니다.각각은 프로세서 유형 및 방열판 설계에 따라 장점이 있습니다.예를 들어, 여러 코어가있는 CPU는 라인 방법의 이점을 얻을 수있어 모든 코어가 적절한 적용 범위를 얻을 수 있습니다.하드웨어에 가장 적합한 응용 프로그램 방법을 이해하면 오버플로없이 효율적인 적용 범위를 보장합니다.

• 표면 준비를 무시합니다

열 그리스를 적용하기 전에 CPU 및 방열판의 표면을 올바르게 준비하는 것은 종종 간과됩니다.먼지, 오일 또는 잔류 물은 효과적인 열 전달을 억제하는 장벽을 만들 수 있습니다.페이스트를 바르기 전에 보풀이없는 천과 이소 프로필 알코올로 두 표면을 청소하여 깨끗하고 건조시킵니다.

열 그리스의 역할

아래 표는 열 그리스의 적용 유무에 관계없이 프로세서의 열 성능을 비교합니다.

측면	열 그리스없이	열 그리스로
열 전송 효율성	연락하다 프로세서와 히트 싱크 사이의 현미경으로 인해 덜 효과적입니다. 결함과 공기 갭으로 인해 최적의 열전도율을 초래하고 더 높은 열 저항.	채워집니다 프로세서와 히트 싱크 사이의 미세한 공기 갭, 열 향상 전도성 및 열 저항 감소.
온도 규제	더 높은 작동 온도	낮추다 작동 온도
	열의 스로틀링 : 과열을 방지하기 위해 성능 감소 가능성이 높음	향상되었습니다 성능 : 열적 스로틀 감소
	줄인 성분 수명 : 고온이 길어지는 수명이 단축됩니다	증가 수명 : 더 나은 열 소산은 성분 수명을 향상시킵니다
	체계 안정성 : 온도가 높을수록 충돌이 발생하거나 예상치 못한 셧다운이 발생합니다	안정: 쿨러 프로세서는보다 안정적으로 작동하여 충돌 또는 종료를 줄입니다.
전반적인 시스템 성능	줄인 높은 클럭 속도를 유지하는 능력	더 안정적이고 고성능 시스템
	감소 전반적인 효율성	유지 더 오랜 기간 동안 피크 성능
	눈에 띄게 계산 작업 및 게임 중에 사용자 경험이 떨어집니다	유익한 게임 및 비디오 편집과 같은 고전 처리 전력 작업
		더 매끄럽다 하드웨어 업그레이드 간의 성능과 잠재적으로 더 긴 간격
정량적 분석	게으른 온도 : 40 ° C	게으른 온도 : 35 ° C
	짐 온도 : 85 ° C	짐 온도 : 70 ° C
	열의 저항 : 0.5 ° C/W.	열의 저항 : 0.2 ° C/W.

열 그리스의 조성 및 특성

화학 성분

열 그리스는 전도성 필러와 혼합 된 실리콘 또는 비 실리콘의 염기 재료로 구성됩니다.이러한 선택은 열 및 전기 전도성 및 기타 물리적 특성에 영향을 미칩니다.

기본 자료

실리콘 기반 그리스는 열 안정성과 넓은 온도 범위에서 파괴에 대한 저항성으로 인기가 있습니다.또한 우수한 전기 절연을 제공 하므로이 특성이 필요한 응용 프로그램에 이상적입니다.

합성 오일 또는 에스테르와 같은 비 실리콘 염기는 저혈당 및 증발 속도가 낮을 ​​때 사용됩니다.이는 실리콘 오염이 광학 또는 자동차 응용 프로그램과 같이 문제가 될 수있는 시나리오에서 선호됩니다.

전도성 필러

산화 아연 및 산화 알루미늄과 같은 금속 산화물은 전기 절연과 열전도율의 균형을 맞추기 때문에 일반적으로 사용됩니다.

은, 알루미늄 및 구리 입자를 포함한 금속 필러는 열전도율을 높이고 전기 전도도를 증가시켜 모든 응용 분야에 적합하지 않습니다.

세라믹 입자뿐만 아니라 흑연 및 탄소 나노 튜브와 같은 탄소 기반 재료는 전기 전도의 위험없이 높은 열전도율에 사용됩니다.

물리적 특성

열전도율 : 이는 재료의 열 전달 능력을 측정합니다.열 그리스는 0.5 ~ 10 w/mk의 열 전도도를 가지며 특수 유형은 더 높은 값에 도달합니다.열전도율이 높을수록 더 효과적인 열 전달을 의미합니다.

점도 : 점도는 그리스를 쉽게 적용 할 수 있고 표면 사이에 형성되는 층의 두께에 영향을 미칩니다.낮은 점도 그리스는 쉽게 퍼지고 얇은 응용 분야에 적합하지만 더 높은 점도 그리스는 더 큰 간격이나 거친 표면에 더 좋습니다.

열 임피던스 : 열전상성은 열전도율과 그리스 층 두께를 고려하여 열 흐름에 대한 저항을 측정합니다.더 낮은 열 임피던스는 효율적인 열 전달에 더 좋습니다.

작동 온도 범위 : 그리스 온도 범위는 장치 또는 기계의 작동 조건과 일치해야합니다.일부 그리스는 낮고 높은 극한 온도를 위해 설계되었습니다.

내구성 : 시간이 지남에 따라 열 그리스는 응용 분야에서 건조, 굳거나 마이그레이션하여 효과를 줄일 수 있습니다.그리스 제형은 내구성과 얼마나 자주 다시 적용 해야하는지에 영향을 미칩니다.

열 그리스를 적용하는 다른 방법

자동 분배 시스템

자동 분배 시스템은 전문 환경에서 열 그리스를 일관되고 정확하게 적용 할 수 있도록합니다.이 시스템은 CPU 또는 GPU의 특정 위치에서 필요한 정확한 페이스트 양을 분배하여 인간 오류 및 응용 프로그램 두께의 변화를 최소화하도록 프로그래밍 할 수 있습니다.이 자동화는 또한 생산 환경에서 어셈블리 프로세스를 가속화합니다.

그림 10 : 자동 분배 시스템

레이저 보조 응용 프로그램

고급 방법은 레이저 기술 사용과 관련이 있습니다.레이저는 적용하기 전에 열 그리스를 약간 가열하여 칩 표면을 가로 질러 균일 한 스프레드에 대한 점도를 줄입니다.이 기술은 특히 두꺼운 페이스트 또는 정밀도가 필요한 경우에 특히 유용합니다.

스크린 인쇄 기술

전자 제품 제조 산업에서 조정 된 스크린 인쇄는 열 페이스트를 효율적으로 적용합니다.마스크는 응용 프로그램 영역을 정의하고 스퀴지와 같은 공구는 페이스트를 마스크를 가로 질러 골고루 뿌려 정확한 가장자리가있는 균일 한 층을 보장합니다.이 방법은 여러 프로세서를 동시에 조립하는 데 가장 좋습니다.

그림 11 : 스크린 인쇄를 통해 열 그리스 적용

정확한 스텐실 방법

스텐실 방법은 페이스트를 적용 해야하는 조리개와 함께 CPU 또는 GPU 위에 스텐실을 배치하는 것이 포함됩니다.열 그리스는 스텐실 위에 퍼지고 과잉이 제거되어 적용된 페이스트의 일관된 두께와 모양이 보장됩니다.

그림 12 : 스텐실 방법

위상 교체 재료 적용

위상 변화 재료 (PCMS)는 특정 온도에서 녹고 굳어져 공정에서 열을 흡수하거나 방출합니다.PCM은 가열 될 때 칩 표면을 녹이고 준수하는 패드 또는 시트로 적용 할 수 있습니다.전통적인 페이스트는 아니지만 PCM은 혁신적인 대안을 제공하여 액체 화합물의 혼란없이 일관된 열 전도성을 제공합니다.

초음파 적용

초음파 적용은 진동을 사용하여 칩 표면에 열 페이스트를 골고루 분배합니다.이 기술은 고정밀 환경에서 마이크로 얇은 페이스트 층을 달성하는 데 이상적입니다.또한 열전도율을 방해 할 수있는 기포를 제거하는 데 도움이됩니다.

열 화합물의 3 차원 인쇄

신흥 기술은 열 화합물의 3D 프린팅을 허용하여 열 전달을 최적화하는 패턴에서 열 페이스트의 정확한 증착을 가능하게합니다.다른 칩 영역의 열 출력에 따라 페이스트 응용 형 구조를 조정 함으로써이 방법은 향후 열 인터페이스 재료의 적용에 혁명을 일으킬 수 있습니다.

결론

열 그리스는 전자 장치의 열을 관리하는 데 유용하며, 그들이 얼마나 잘 작동하는지, 얼마나 신뢰할 수 있는지, 얼마나 오래 지속되는지에 큰 영향을 미칩니다.이 기사는 다양한 유형과 적용 방법을 검사하여 올바른 열 그리스를 선택하는 것의 중요성을 강조합니다.열 그리스가 어떻게 작동하는지, 열 경로를 개선하거나, 열 저항을 낮추거나, 열 전달을 촉진하는 것은 전자 제품 설계 및 유지 관리에 역할을합니다.자동화 시스템, 레이저 보조 기술 및 열 화합물의 3D 인쇄와 같은 새로운 응용 방법은 정확하고 효율적인 열 관리가 가능한 미래를 시사합니다.기술이 발전함에 따라 열 그리스에 대한 지속적인 연구로 전자 장치가 빠르게 진화하는 기술 세계에서 기대 이상의 성능을 보장합니다.

자주 묻는 질문 [FAQ]

1. 열 겔과 열 그리스의 차이점은 무엇입니까?

열 젤과 열 그리스는 컴퓨터의 CPU 및 방열판과 같은 구성 요소 간의 열 전달을 향상시키는 데 사용되는 재료입니다.주요 차이점은 물리적 특성과 응용 방법에 있습니다.열 그리스는 수동 응용 프로그램이 필요한 점성 페이스트로 표면 사이의 미세한 간격을 채우도록 균등하게 퍼지도록합니다.반면, 열 젤은 종종 사전 적용 된 패드 또는 처리 및 적용하기 쉬운 반 고체로 제공되지만 사전 정의 된 두께와 충전의 유연성이 적기 때문에 항상 효과적인 열전달 층을 제공하는 것은 아닙니다.고르지 않은 표면.

2. 열 그리스를 어디에 넣습니까?

방열판 또는 액체 냉각 블록과 같은 냉각 장치를 부착하기 전에 프로세서 표면 (CPU 또는 GPU)에 열 그리스를 적용합니다.열이 생성되는 칩의 표면에 얇고 균일 한 층을 바로 바르십시오.이 층은 칩에서 열을 냉각기로 효율적으로 전달하여 작동 온도를 낮추어 장치의 성능을 최적화하는 중간으로 작용합니다.

3. 열 그리스의 단점은 무엇입니까?

열 그리스를 적용하는 것은 지저분 할 수 있습니다.정밀도가 필요하며 과도한 응용 프로그램은 다른 구성 요소에 유출로 이어질 수 있습니다.

시간이 지남에 따라 열 그리스는 건조하거나 열전도율을 잃거나 표면 사이에서 누출 될 수 있으므로 재병이 필요합니다.

일부 열 그리스에는 전도성 재료가 포함되어있어 부적절하게 적용되면 단락 또는 전자 부품의 손상으로 이어질 수 있습니다.

4. 열 그리스는 얼마나 좋은가요?

열 그리스의 효과는 그리스의 품질과 장치가 작동하는 조건에 따라 3 ~ 5 년 사이입니다.시간이 지남에 따라 열 순환으로 인해 건조되거나 저하 될 수 있습니다. 이는 열 전달의 효과를 감소시킵니다.장치 온도가 비정상적으로 상승하기 시작하거나 장치가 몇 년 동안 서비스중인 경우 열 그리스를 확인하고 교체하는 것이 좋습니다.

5. 열 그리스를 어떻게 저장합니까?

열 그리스가 그 효능을 유지하도록하려면 직사광선에서 시원하고 건조한 곳에 보관하십시오.그리스 튜브의 캡은 공기 진입 및 그리스 건조를 방지하기 위해 단단히 조여야합니다.누출을 피하기 위해 똑바로 유지하고 다음에 사용될 때 최적의 적용에 대한 조성물이 일관성을 유지하도록하십시오.그리스의 화학 구조를 변경하여 성능에 영향을 줄 수 있으므로 극한 온도를 피하십시오.