Korrekt brug af termiske pads til VRM og VRAM

Når vi taler om køling af moderne grafikkort og bundkort, tænker de fleste straks på GPU-kølepasta og store heatsinks. Men VRM-delen (MOSFETs, chokes og drivere) og VRAM-modulerne stiller helt andre krav, fordi højden på komponenterne svinger med op til flere tiendedele millimeter. Her kommer de termiske pads ind i billedet som den bedste løsning til at udfylde mellemrummet mellem komponent og køleflade.

• Pasta er udviklet til bittesmå tolerancer (< 0,1 mm) omkring en plan chip som CPU eller GPU-die. På VRM og VRAM er afstanden typisk 0,5 - 2 mm.
• Pads er faste, men komprimerbare. De kan “bue” over en choke, fylde tomrummet over en lav VRAM-chip og stadig sikre fuld kontakt, uden at flyde ud som pasta.
• Elektrisk isolation. De fleste silikonebaserede pads er naturligt dielektriske, hvilket beskytter mod kortslutning, hvis kølepladen rører flere komponentben samtidig.

1. Kompression bringer pad’en i fysisk kontakt med både komponent og køleflade.
2. Faste fyldpartikler (typisk alumina, boron nitride, keramiske eller metaloxid-pulvere) leder varmen tværs gennem materialet.
3. Pad’en er blød nok til at udfylde mikroskopiske ujævnheder, så luftlommer elimineres, og varmevejen forkortes.

• Silikonebaserede termiske pads
  Mest udbredte. God balance mellem pris, blødhed og varmeledning. Velegnet til både VRM og VRAM.
• Putty-/gum-pads
  Ekstremt bløde (Shore 00 < 20). Perfekt til meget store højdeforskelle eller ujævne flader, men kan være svære at håndtere og opsuge støv.
• Grafitfilm
  Ultra-tynde (<0,3 mm) ark med 10-20 W/mK i plan retning. Ideelle når tolerancen er lav, men de leder elektricitet; kræver isolerende lag ovenpå følsomme kredse.
• Termisk pasta
  Bedst til GPU/CPU-dies, hvor plan-til-plan kontakt opnås. Ikke egnet til VRM/VRAM med høje tolerancer.

Brug termiske pads, når mellemrummet er >0,3 mm, eller når flere komponenter i forskellige højder skal dele samme heatsink.
Brug grafitfilm, hvis du har brug for meget høj varmeledning horisontalt (f.eks. på en backplate), og du kan garantere elektrisk isolation.
Brug pasta udelukkende på flade chips eller IHS’er, hvor tolerancen er minimal.
Putty-pads er redningen til ujævne VRM-layout eller når du genbruger ældre køle­designs på nye PCB’er.

Ved at vælge den rette type materiale - og forstå de underliggende specifikationer - sikrer du, at både VRM og VRAM kører køligt, stabilt og med længere levetid. Resten af artiklen dykker ned i, hvordan du udvælger den nøjagtige tykkelse og monterer pads korrekt uden at beskadige udstyret.

Den hyppigste årsag til dårlige VRM-/VRAM-temperaturer er forkert tykkelse på de termiske pads. Følg denne tre-trins­metode:

1. Mål afstandene mekanisk
   Brug en måleskydelære eller feeler gauges til at måle højde­forskellen mellem komponenttoppen og kølefladens underside.
   • Spænd kortet let fast i en skruestik, så PCB’en ikke bøjer.
   • Mål flere punkter - især nær spændingsregulatorer og VRAM-chips.
   • Notér højeste og laveste værdi; pads skal kunne komprimeres til den laveste og stadig nå den højeste.
2. Lav et aftryks­test
   Læg et tyndt lag modellervoks eller aluminiums­folie på komponenterne, montér køleren let og skru den af igen.
   • Mål derefter modellervoksens højde med skydelæren.
   • Træk cirka 10-30 % fra målt højde for at give kompressions­margin.
3. Check producentens anbefalinger
   Mange producenter angiver pad-tykkelser i service­manualer eller på support­sites - typisk 0,5-3,0 mm. Stemmer dine målinger ikke overens, vinder målebåndet over manualen.

2. Materialevalg - Balance mellem blødhed og w/mk

Husk, at den effektive varmeledningsevne er et produkt af både W/mK og hvor tynd du kan komprimere padden til. En blød 8 W/mK-pad kan ofte slå en stiv 12 W/mK-pad, hvis tolerancerne varierer meget.

3. Forbered padden korrekt

• Rengøring - Fjern gammel pasta/pad-rester med 99 % isopropyl­alkohol. Tør efter med fnugfri klud eller kaffe­filter.
• Affedtning - Brug et citrus-baseret affedtnings­middel på fedtede aluminiums­kølere; skyl med IPA bagefter.
• Præcis opskæring
  • Mål pudens bredde med skydelære, markér skære­linjen med fin tusch.
  • Skær med barberblad på glasplade - rene, skarpe kanter sikrer fuld kontakt.
  • Undgå at strække materialet under skæring; det ændrer tykkelsen lokalt.
• Håndtering af beskyttelses­film
  • Fjern kun den ene side, placer padden, og pill så den sidste film af lige før montering.
  • Rør aldrig den blottede overflade med fingre - brug nitrilhandsker eller pincet for at undgå hudfedt.
• Placering - Læg pads 100 % plant over komponenterne. Overlapninger er no-go; skær hellere en ekstra strimmel.

Når alle pads er placeret, dobbelttjek for støv eller metalspåner, før køleren skrues på. Ét korn kan skabe en luftlomme og løfte hele padden fra VRM’en.

En omhyggelig montage er altafgørende for, at dine termiske pads kan levere den specificerede varmeledningsevne. Følg trinene herunder, og tag dig god tid - det er billigere at gøre det rigtigt første gang end at fejlsøge bagefter.

1. Forbered køler og PCB
   Rengør alle kontaktflader med 99 % isopropylalkohol og en fnugfri klud. Lad fladerne tørre helt, før du fortsætter.
2. Placer pads uden at strække dem
   Læg de opskårne pads fladt på VRM-komponenterne og VRAM-modulerne. Undgå at trække eller mase materialet; det forringer både tykkelse og varmeledningsevne.
3. Sigt efter moderat kompression (ca. 10-30 %)
   Når køleren skrues fast, skal paden typisk komprimeres 0,1-0,3 mm pr. mm tykkelse. Det giver tæt kontakt uden at presse lodninger eller PCB.
4. Fastspænd i krydsmønster
   Stram skruerne diagonalt (1-3-2-4-…) i små intervaller. Det fordeler trykket jævnt og reducerer risikoen for at bøje printkortet, hvilket især er vigtigt på tynde grafikkort-PCB’er.

Tegn på forkert pad-tykkelse

Efterkontrol

Efter første opstart bør du:

• Tjekke aftryk - Hvis du er i tvivl, demonter forsigtigt og kontrollér, at hele padens overflade har mærker fra køleren.
• Overvåge temperaturer med et program som HWiNFO eller GPU-Z. Under en 3DMark Stress Test eller FurMark må VRM sjældent overstige 105 °C, og VRAM bør gerne holde sig under ~90 °C på GDDR6(X).
• Juster om nødvendigt - Stikprøvekontrol 15-20 minutter inde i testen afslører de fleste problemer.

Vedligehold & opbevaring

• Udskiftning: Silikonebaserede pads holder 3-5 år, men bør skiftes, hvis de bliver hårde, revner eller slipper fra komponenterne.
• Rester: Opbevar overskydende pad-stykker i en lukket, antistatisk pose mellem de originale liner-film. Undgå høj varme og direkte sollys.
• Typiske fejl at undgå:
  • Genbrug af tryk-deformerede pads - de mister tykkelse og evne til at fylde hulrum.
  • Kontakt med fedtede fingre - selv små urenheder øger termisk modstand.
  • For voldsomt tilspændte skruer - kan skade både GPU-die og lodninger.

En korrekt monteret pad giver typisk 5-15 °C lavere VRM- eller VRAM-temperaturer sammenlignet med slidte eller fejlagtige installationer. Brug derfor et ekstra kvarter på efterkontrol - din hardware vil takke dig med længere levetid og bedre stabilitet.