En los ordenadores, muchas piezas pueden producir mucho calor y necesitan refrigeración. La CPU y la GPU son las dos principales fuentes de calor. Por lo general, ambas necesitan refrigeración activa, incluso en una caja con buen flujo de aire. La RAM, los SSD, la VRAM, los VRM y el chipset producen una buena cantidad de calor. A menudo, estos pueden salir adelante con la refrigeración pasiva en una caja con buen flujo de aire, siempre y cuando tengan un disipador de calor de tamaño razonable.

Todas estas fuentes de calor se enfrían mediante la transferencia de calor a un disipador de calor activo o pasivo y luego hacer que el disipador de calor transfiera el calor al aire, que luego se elimina de la caja. El proceso es de física bastante fundamental. Sin embargo, requiere un buen contacto para transferir el calor de forma eficiente. Hacer que el disipador de calor tenga un buen contacto con el aire es más sencillo que trivial. Al ser un gas, el aire se ajusta a la forma del disipador de calor. Lo único que hay que tener en cuenta es maximizar la superficie del disipador de calor.

Sin embargo, conseguir un buen contacto entre la parte que realmente produce calor y el disipador de calor es más complicado. Por lo general, ambas partes son metálicas, y aunque ambas se mecanicen de forma plana y se mantengan unidas firmemente, el resultado no es perfecto. El proceso de aplanado puede dejar ranuras microscópicas, 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 piezas vuelvan a inclinarse ligeramente, lo que provoca un mal contacto y una mala transferencia de calor.

Para minimizar estos problemas, se suele utilizar un compuesto térmico. Suelen presentarse en cuatro formatos con diferentes casos de uso, ventajas y desventajas. Por lo general, los usuarios finales sólo necesitan tratar con un tipo de compuesto térmico, la pasta térmica, por lo que ambos suelen ser sinónimos.

Pasta térmica

La pasta térmica es el tipo de compuesto térmico más comúnmente pensado. También puede denominarse grasa térmica y TIM, abreviatura de Thermal Interface Material. 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 que se va a refrigerar.

A continuación, se coloca el refrigerador en posición horizontal, extendiendo naturalmente la pasta térmica de forma uniforme y rellenando cualquier hueco, por pequeño que sea. Para una CPU de tamaño estándar, suele bastar con una gota de pasta térmica del tamaño de un guisante para obtener una cobertura completa.

La pasta térmica suele venir en una pequeña jeringuilla, lo que facilita la aplicación de una pequeña cantidad en la zona deseada. Sin embargo, algunas vienen en bolsitas que pueden ser más difíciles de aplicar y suelen ser bastante sucias. La conductividad térmica se mide en W/mK, o vatios por metro Kelvin. Los números más altos son mejores, ya que se puede transferir más calor. Las pastas térmicas suelen ofrecer alrededor de 8W/mK.

Las pastas térmicas no son -casi siempre- conductoras de la electricidad, lo que significa que no importa si se escapa una pequeña cantidad. No puede provocar un cortocircuito. La pasta térmica se utiliza normalmente entre las CPU y sus refrigeradores y las GPU y sus refrigeradores. La pasta térmica generalmente se seca con el tiempo y suele mostrar un rendimiento degradado después de unos dos años. En ese momento, hay que limpiarla y volver a aplicarla. Normalmente, la pasta térmica no tiene capacidad adhesiva.

Almohadillas térmicas

Las almohadillas térmicas son básicamente pequeñas esponjas finas que conducen bien el calor. Por lo general, no son tan buenas conductoras del calor como la pasta térmica, en parte porque son más gruesas que la pasta. Estas almohadillas térmicas son fáciles de aplicar porque puedes ver claramente la cobertura que obtendrás. La almohadilla tiende a ser ligeramente adhesiva, lo que dificulta su retirada, 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 no suelen utilizarse para refrigerar CPUs o GPUs.

Sin embargo, suelen aparecer en VRAM, VRMs, RAM y SSDs. Estos dispositivos no suelen emitir tanto calor. Así que la menor conductividad térmica en comparación con la pasta no es un problema. Sin embargo, se aprecia el ahorro de costes.

Solder TIM

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

En los procesadores modernos, la soldadura transfiere el calor entre la matriz de la CPU y el IHS. Suele aplicarse 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 50W/mK. También es conductora de la electricidad, por lo que hay que tener cuidado de aislar los componentes cercanos.

Metal líquido

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

Ofrece una excelente conductividad térmica, del orden de 60W/mK. Al utilizarla se puede observar una caída de la temperatura de varios grados, ya que el calor se transfiere de forma más eficiente. Aunque esto suena muy bien, hay varias dificultades

Hay que tener mucho cuidado al utilizar 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 hay que utilizar mucha menos cantidad. Es conductor de la electricidad, por lo que puede provocar cortocircuitos si se derrama sobre los componentes.

El galio también es espectacularmente corrosivo para el aluminio, por lo que es incompatible con los disipadores de calor de aluminio. Los metales líquidos son difíciles de limpiar si se quieren volver a aplicar. Los compuestos térmicos de metal líquido no deben utilizarse a menos que se tenga mucha experiencia y se conozcan 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 asegurar que el calor pueda ser transferido eficientemente. En la mayoría de los casos, el compuesto térmico se refiere a la pasta térmica, ya que suele ser la única forma con la que tratan los usuarios finales.

Sin embargo, existen otros tipos, 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 hay que tener en cuenta otros factores como la facilidad de uso y la conductividad eléctrica.