Что значит припой на процессоре
Обновлено: 06.07.2024
Убедительная просьба. Не трогайте камни если точно не знаете что делаете.
Предыстория:
Через некоторое время душа снова требовала экспериментов, проц было решено скальпировать - снять крышку, поменять термоинтерфейс и отыграть 10-20 градусов температуры на том же охладе (ну или приобрести проблем в виде нерабочего или нестабильного камня/убитой за компашку матери/отвала канала памяти).
Собственно сам пост:
Распространено всего несколько методов снятия крышки:
1) сдвиг тисками/делидером;
2) удар! молотком;
3) подрезание герметика лезвием/скальпелем;
4) вымачивание в ацетоне/бензине/растворителе с последующим подрезанием герметика пластиком, ну, или сдвигом с уже гораздо меньшим усилием.
Про вымачивание на тот момент было меньше всего информации, и, так сказать, в научных целях я применил именно его.
Для скальпа понадобятся: бензин или ацетон и пластиковая бутылка, ножик и шкурка (опционально). для сборки: новый термоинтерфейс - обычно это жидкий металл, иначе игра не стоит свеч, и герметик если хотите приклеить крышку обратно (лучше приклеить).
Операции по шагам:
1) отрезал днище от 2л бутылки колы, налил туда бензин и ацетон 50 на 50. Можно что-то одно, но так же нам неинтересно))) Туда же отмокать отправлен проц. Остаток бутылки порезал на линеечки.
2) ждем от 5 минут и без лишних усилий подрезаем пластиковой линеечкой из бутылки герметик между крышкой и текстолитом процессора.
В моем случае бутылка оказалась слишком толстой для скайлейка, хотя в первом моем эксперименте на селероне из предыдущих поколений Сore линеечка из такой же бутылки залетала со свистом. В виду позднего времени проц остался отмокать в ацетоно-бензиновой ванне еще сутки, скажу сразу, что без всяких последствий для него. На следующий день после работы была куплена бумага шлифовальная 3 рубля за лист А3 (шкурки под рукой не было). Немного подточил линеечку, вогнал ее с угла и срезал весь герметик аккуратными движениями вперед назад.
3) Далее герметик снимается пластиковой картой, главное без фанатизма. Для удобства проц еще немного искупался, герметик набух и отходил без усилий.
Далее проц и крышка тщательно протираются и обезжириваются. Само скальпирование на этом все.
4) Следующий этап - нанесение нового термоинтерфейса и возврат крышки на место.
В 99,99% случаях используется жидкий металл Coollaboratory Liquid ultra/pro или Thermal Grizzly Conductonaut. В моем случае и того ни другого в 1 гр. шприцах за вменяемые деньги в продаже не было (а для дела понадобится всего 0,3-0,5гр.), поэтому была нанесена обычная термопаста - гелид экстрим. Крышка не приклеивалась. Как результат в линксе 065 отыграл 10С по самому горячему ядру и 12С по самому холодному (4 ядро стало самым холодным вместо 2-го) + выровнялся разбег между ядрами с 8 до 4 градусов.
Гелид был намазан просто для проверки того, как проц пережил купание. Эксперимент оказался удачным, но я то затеял его именно ради жидкого металла. За 2 дня ситуация с доступностью не изменилась, но я все равно не собирался платить +-1к за термоинтерфейс. Хотелось сделать что-то менее распространенное и менее затратное, т.е. провести свой собственный эксперимент. Теоретические знания из школьного курса физики подсказывали, что после кристаллизации жм должен проводить тепло лучше, чем жидком состоянии.
Далее уже без фоток, процесс как во всех подобных случаях . По углам крышки нанесен силиконовый герметик (45 руб. автомаг), крышка придавлена книгой и 5л бутылкой с водой - фатальная ошибка. Естественно крышка поехала и пока я ставил машину на стоянку (15 мин) успела немного схватиться. Оторвал просто руками, снял герметик ватной палочкой в ацетоне, заново все напротирал, фольга при этом тоже поехала и осталась на крышке, Снял пинцетом. Дальнейшая фиксация была уже непосредственно в сокете: проц - фольга на чип - герметик по углам крышки - крышка на проц (легла ровно по центру, хотя надо чуть ближе к нижнему краю, но не принципиально) - ослабленный нижний винт - фиксация в сокете - затягивание винта. Все, проц больше не трогаю. С виду все чистенько и аккуратненько.
Было не очень понятно сможет ли фольга смочить и прилипнуть без воздушных прослоек при расплавлении, поэтому при первом включении кулер (ih-4700) просто ставился сверху без термопасты и слегка прижимался рукой. Это тоже оказалось ошибкой - из-за отсутствия прижима без нагрузки уже было 45С, а простой стресс-тест cpu-z сразу поднял температуру до 100С пришлось все экстренно вырубать. Фольга, как вы уже наверное поняли, благополучно расплавилась.
Далее кулер был установлен как положено: с пастой и затягиванием крепления. Оказалось мои опасения были напрасными, фольга отлично прихватила/заполнила все пустоты между чипом и крышкой, не хуже заводского припоя.
В результате еще -9С по сравнению с гелид экстрим или -19С к интеловскому термоинтерфейсу. С учетом ровного отпечатка под крышкой очевидно при использовании жм прошки/ультры или кондуктонавта вместо фольги получились бы похожие результаты, принципиальной разницы между ними нет и эксперимент можно считать удачным. Температуры вне линкса максимум 50С, т.е. повторного плавления не происходит и можно в бытовых задачах не переживать за постоянные смены агрегатного состояния. В линксе максимум 63С. Разброс между ядрами снизился до 2 градусов (61-63С). Важно отметить, что постоянные смены агрегатного состояния нежелательны в виду теплового расширения и последующего сжатия, которые могут привести к микротрещинам на чипе и со временем даже вывести его из строя.
Далее на кулер (ih-4700) повешен второй вентиль ty-140, и при 1000об/мин отыграны еще 10С! в линксе. Есть подозрение, что тахометр через разветвитель привирает и вместо 1000 оборотов мог дать все 1100. Все равно лишних 10С это очень хорошо и позволило добавить немного напряжения и +1 шаг к разгону процессора, получив всего 56С в линксе, т.е. опять-таки расплавления не происходит.
Вывод: комбинация замачивание+фольга - это дешевый и не уступающий в эффективности альтернативный метод скальпирования и замены штатного термоинтерфейса. Фольги для видеочипов (2х2 см) хватит на 3 скайлейка или 2 кофе.
Про делидеры в курсе, эксперимент проводился ради эксперимента.
Про безопасность метода могу сказать: 1) пластиком вы не порежете дорожки на текстолите, но его надо заточить, чтобы подлезть под крышку; 2) не зальете кристал/подложку/сокет (да вообще все вокруг нахрен) избытком жм с последующим замыканием контактов и выкидыванием комплектующих на помойку. Опять-таки надо следить за кусочками фольги, чтобы их не оказалось, там где их не должно быть. 99,99%, что тот кто умудрится накосячить и запороть проц в этой простой процедуре сделал бы тоже самое тисками и жм.
Текст и фотки частично взяты из моих ранних постов на форуме. Придумал вымачивание не я. Понятно, что с возвращением Интел припоя под крышку интерес к теме поостыл, но все же старичков похоже еще скальпируют.
Так вот, хватит насиловать камни тисками! Киньте пару очков стат в интеллект вместо силы.
Приглашаю к обсуждению достоинств и недостатков метода в комментариях или в профильной теме. Особенно интересуют примеры неудачного скальпирования)))
Наверное многие, кто следят за новинками в компьютерном мире, замечали, что в последнее время, с выходом процессоров Intel Skylake и Core i9, профессионалы говорят о том, что их нужно скальпировать для нормального разгона. Давайте разберемся, что же это за термин — скальпирование, и нужно ли оно вообще.
Внутреннее устройство процессора
Современные процессоры являются хорошими «обогревательными приборами» — тепловыделение пользовательских десктопных процессоров доходит до 100 Вт, а более профессиональные Core i9 имеют TDP аж в 140 Вт. Для охлаждения таких монстров обычного референсного кулера будет мало — в ход идут огромные суперкулеры с несколькими тепловыми трубками и даже системы водяного охлаждения. Однако зачастую и такие меры не помогают — и тогда в ход идет скальпирование: снятие крышки процессора. Но зачем?
Неверно полагать, что сам кристалл процессора выглядит так, как на фото слева. На самом деле то, что мы видим — это крышка процессора, а сам он гораздо меньше и находится под ней (фото справа):
Сам процессор представляет из себя бутерброд: сначала идет кристалл, потом слой термоинтерфейса, и сверху — крышка:
И вся проблема в том, что чем больше слоев — тем хуже идет перенос тепла, и тем больше греется непосредственно сам кристалл процессора. И тогда возникает резонный вопрос — а зачем вообще нужна эта крышка, почему нельзя установить систему охлаждения непосредственно на сам кристалл? Можно, и в ноутбуках так и делают: поверх кристалла сразу ставится пластина с тепловой трубкой до кулера:
Но вот вся проблема в том, что мобильные процессоры имеют тепловыделение зачастую меньше 50 Вт, и одной-двух термотрубок вполне хватает. А вот с топовыми десктопными процессорами с TDP в 140 Вт это не пройдет, поэтому нужны огромные кулеры, весом зачастую в 500-700 грамм. И проблема заключается в том, что кремниевый кристалл очень хрупкий, и при установке такого кулера его легко расколоть, что, разумеется, приведет к неработоспособности процессора. Поэтому для защиты над процессором устанавливается медная крышка, ну а между ней и непосредственно кристаллом для лучшей передачи тепла делается термоинтерфейс.
Теплопроводность самой крышки вопросов не вызывает — медь является отличным проводником тепла. Но вся загвоздка заключается в том, чтобы сделать нормальный термоинтерфейс между крышкой и кристаллом. Изначально использовался припой — его теплопроводность в среднем вдвое хуже, чем у меди, что все еще было достаточно хорошо. Плюсом идет то, что со временем припой не теряет своих свойств.
Но в дальнейшем, когда спрос на процессоры стал очень высок, Intel решили сэкономить и вместо припоя использовать самую простую термопасту:
И вот ее теплопроводность была уже на порядок хуже, чем у меди. Более того — со временем термопаста высыхает, и ее свойства ухудшаются еще больше, что в итоге приводит к тому, что процессор банально начинает перегреваться. Но, разумеется, решение проблемы было найдено, хотя оно и нетривиально — нужно снять крышку процессора, удалить «терможвачку», нанести жидкий металл и снова установить крышку. Жидкий металл потому так и назвали — это абсолютно новый тип термоинтерфейса, который, с одной стороны, является жидким при комнатной температуре (в отличии от припоя), но при этом имеет сравнимые с ним показатели теплопроводности. К тому же он практически не высыхает, и в итоге процессор с жидким металлом под крышкой практически не отличается от процессора с припоем. Практика показывает, что замена стандартной термопасты на металл снижает температуру на 10-20 градусов, что очень и очень существенно, и позволяет или разогнать процессор, или же снизить обороты кулера для достижения тишины.
Какие процессоры следует скальпировать
Процессоры от Intel вплоть до 2ого поколения Intel Core скальпировать не имеет смысла — у них под крышкой припой (к слову, это одна из причин того, что i7-2600K до сих пор длостаточно популярен). Аналогично припой под крышкой и у серий AMD FX и Ryzen — в этом плане AMD молодцы. Но вот начиная с 3его поколения Intel Core под крышку стали «прилеплять терможвачку», так что если у вас такие процессоры, как i7-3770K, 4770K, 4790K, 6700K или 7700K — их стоит скальпировать. Так же нужно будет скальпировать и новые процессоры линейки Skylake-X: если раньше процессоры X-линейки с тепловыделением далеко за сотню ватт Intel поставляла только с припоем, то теперь, увы, и в них термопаста.
Скальпирование в домашних условиях
На YouTube полно видео о том, как вроде бы легко и просто можно снять крышку процессора дома. Однако мой совет — обратитесь к профессионалу, ибо при неудачном скальпировании процессор стоимостью в два десятка рублей можно будет просто выкинуть:
Тут проблема в том, что нужно не только не помять текстолит, но и не сбить ни один из компонентов обвязки процессора. Для тех, кто все же хочет рискнуть — можно купить специальную машинку для скальпирования: вы помещаете в нее процессор, аккуратно двигаете поршень и крышка отваливается. Но вот цена такого устройства составляет порядка 30-40 долларов — за скальпирование одного процессора с вас возьмут где-то так же. А с учетом того, что топовые процессоры, да еще и разогнанные, имеет смысл менять раз в 4-5 лет, а новые процессоры скорее всего в такую машинку банально не поместятся — смысла ее покупать нет.
В итоге, если вы решили собрать топовый компьютер на процессорах от Intel, то рано или поздно вам все же следует его скальпировать. Пользователей с процессорами не K-линеек это практически не касается — там невозможен разгон, да и дефолтные частоты достаточно низкие, так что установка хорошего кулера обычно полностью решает проблему с перегревом. AMD в этом плане гораздо лучше — в Ryzen используется припой, то есть никакой головной боли со склаьпированием нет. Но увы — не для всех задач он подходит хорошо, так что конечный выбор, что же брать, остается за вами.
С выходом четвертого поколения процессоров intel Core под названием Haswell, мной был приобретение процессора intel Core 4770K, надежды и мечты были огромные, но все было омрачено перегрев, о разгоне выше 4,1 MGz можно было забыть смело и навсегда. Всему виной стал новый термоинтерфейс между теплораспределительной крышкой и кристаллом процессора. Так почему intel стал применять пластичный термоинтерфейс вместо припоя?
О скальпировании intel 4770k и роли теплораспределительной крышки я уже писал ранее и только теперь можно смело сказать по чему intel намерено на протяжении долгих лет использует тонкие чем надо крышки.
Этот вопрос не давал покоя мне долгое время и я стал изучать более детально все составляющие компоненты процессоров начиная с линейки Haswell. В одно и то же время линейка процессоров на socket 2011, 2011-3 спокойно использует под теплораспределительной крышкой припой.
Припой, как все выглядит.
Вся правда о пайке или скальпирование CPU
На рисунке видно как схематично выглядит процессор intel поколений lvy Bridge, Haswell, Skylake. Видно что, подложка соединяется с печатной платой через столбики припоя, которая в конечном итоге соединяет процессор с socket LGA. Виден так называемый не долив, тот что на печатной плате, основание и выступающая часть имеют разные коэффициенты теплового расширения, таким образом недолив защищает процессор от саморазрушения, вызванного разностью коэффициента теплового разрушения. Теплораспределительная крышка будет проводить тепло от подложки к радиатору, который будет крепиться на теплораспределительную крышку сверху. Термоинтерфейс должен быть пластичным и должен компенсировать все движения из-за разности теплового расширения, без повреждений кристалла процессора. В зависимости от типа процессора, между подложкой и теплопроводящей крышкой, можно применять обычную термопасту или припой.
Вся правда о пайке или скальпирование CPU
Как паять кремний и медь?
Кремний и медь совершенно разные материалы, кремний ( Si ) имеет внешний вид металла, но остается по восприятию как стекло (SiO2 ) , тоесть хрупок. Теплопроводность довольно хорошоя, примерно 150 Вт / (м * К) и тепловое расширения относительно низкое 2,6 мкм / (м * К).
Медь (Cu) это пластичный металл, обладает очень хорошей электропроводностью и теплопроводностью. Тем не менее тепловое расширение большое 16,5 мкм / (м * К), это больше в 6 раз, чем у кремния. Как все спаять, обычный оловянный припой, на пример такой Sn60Pb40, подходит отлично для пайки медных проводов, не подойдет, все припои на основе олова не прилепают к кремнию. Кроме того, затвердевание олова ведет к большому тепловому напряжению внутри материала. Это тепловое напряжение может вывевти из строя кристалл процессора. Известный материал способный прилипнуть к меди и кремнию это Индий. Одновременно с этим застывающий индий не дает большой усадки, это приводит к небольшому коэффициенту термического напряжения внутри кристалла процессора. Теплопроводность индия не так высока как у меди, равна (300 K) 81,8 Вт/(м·К). Кроме того индий очень пластичен, это позволяет подложке, относительно теплораспределительной крышке, расширяться без повреждений. Индий имеет температуру плавления 157 ° С.
Пайка процессора с крышкой.
Привычной для нас пайкой тут не отделаешься, крышка из меди а кристалл из кремния, при этом сроки эксплуатации готового процессора составляют многие годы, это накладывает особый отпечаток на качество работ. По этому нужно правильно и качественно подготовить все составляющие для пайки, это теплораспределительная крышка и подложка ( кристалл процессора). Теплопроводящая крышка (платина) покрыта слоем никеля (Ni), никель будет работать в качестве диффузионного посредника для качественного соединения с медью. Индий тоже цепляется за никель но не так хорошо как хотелось, поэтому понадобится еще один слой, желательно из благородного металла, на пример золото (Аu), серебро (Ag) или палладий (Pd), поскольку может обеспечить более стабильное прилипание. Золото по всем параметрам подходит лучше для пайки. Золото нужно наносить на пластину слоем 1-3 мкм.
Припой.
Как было описано выше, индий является единственным материалом который годится для использования. В зависимости от формы индия мы должны удалить оксидный слой перед пайкой. Это может быть сделано путем селективного травления с использованием хлористоводородной кислоты. Слой индий должен быть толстым, чтобы обеспечить достаточное количество циклов тепловом расширения без образования трещин, при многократных термических процессов. И мы не можем припоять индий к кристаллу процессора, так как индий будет диффузировать в кремний, что не избежно со временем выведет чип процессора из строя. Таким образом нужен еще один диффузионный барьер слой на верхней части чипа. Диффузионный барьер формируется из нескольких слоев, выполненных из титана (Ti), никель (Ni) и ванадия (V). Сверху этого бутерброда, лежит слой золота для лучшего прилепания индия.
Вся правда о пайке или скальпирование CPU
Процесс пайки.
Итак получилось: Никелерованная теплораспределительная крышка сверху, снизу слой золота для связи с индием, еще ниже три слоя, титан, никель + ванадий и золото. Температура пайки должна быть не выше 170 ° С. Меньше температура может привести к плохой диффузии всех компонентов а высокая к выходу из строя процессора. В процессе пайки будут образовываться сплавы из некоторых компонентов. После пайки видно что золото, индий и никель образуют сплавы различной толщины. Теперь теплораспределительная крышка припаянна к кремнию и готова к работе.
Вся правда о пайке или скальпирование CPU
Самое не приятное.
Вот и ответ на главный вопрос, для чего инженеры intel не применяют припой а используют термопасту. Отсюда тонкая и кривая теплораспределительная крышка процессора, должна играть, компенсируя сжатие. Так что я не вижу другого объяснения, более чем логического. С другой стороны по чему такая плохая эта термопаста.
Почему Intel использует под крышками своих процессоров термопасту, а не припой? Насколько плоха эта термопаста? Насколько быстро термопаста под крышкой теплораспределителя (CPU heatspreader) деградирует и высыхает? Вопросов много, а внятного ответа не дает никто. Во-первых, да, есть лица, которые утверждают, что все плохо и даже очень плохо, и не было бы повода им не верить, но в какой-то момент выясняется, что вот гражданин торгует наборами для скальпирования CPU. Тогда возникает резонный вопрос уже в его адрес - а что выгодно тебе лично? Чтобы все знали правду, как она есть, или чтобы хорошо продавались наборы для скальпирования?
грееца - нужно, не грееца - не нужно, а если сильно чешутся руки - посмотрите прон, но про это на ютьюб низя лить видио
Wolfenstein Да ладно. Это как зарядить мобилу от микроволновки.
Нехрен туда лезть. Особо с жидкими сплавами умники доставляют. Вы хоть понимаете насколько они химически агрессивны?
falsh777 после ЖМ крышку уже вообще лучше не снимать, там месиво будет. некоторые еще его мажут на кулер и потом кулер невозможно снять. Кстати что за моник у него такой толстый?
Бомбардировщик Сдается мне это HP LP2475w
0mega1 наверное. капец древний и толстый моник
Где кнопка выбрать 720?
Ответственно заявляю - не нужно. Тем более, когда видос залипил Герман Стерлигов ))
через 4 года комп меняю. но собираю сам чтоб не переплачивать.
легче ставить радиатор на кристалл, если уж руки чешутся, как на гп
lokkie Тут про скальпирование идет речь а не замены пасты под куллером. Со старыми процессорами все в полном порядке, там мазали норм пасту. У меня есть атлон 64, сам его гонял года 3 потом отдал отцу для лазанья в инете. В итоге лет 7 работал отлично но потом стал греться сильно. Есть core2duo его юзал года 2, потом брат юзал года 2, сейчас у отца стоит чтобы лазать в инете. В итоге уже работает лет 7 и проблем пока нет, я вроде даже под куллером пасту не менял не то чтобы скальпировать. Есть i5 3570K разогнан до 4.2 ghz и работает так уже года 4. Понятное дело не скальпировал и даже под куллером не менял за все время пасту. Перегревов пока что не замечал. В играх в районе 60-65 прогревается. Есть еще относительно новый pentium G4560, за год пока проблем не было но пишут что в последних процессорах интел залитвает жвачку из-за которой процессоры быстро перегреваются.
Я вам больше скажу имею такой же процесор правда не разгонял когда полез менять пасту был в шоке что она ещё "пластилин" хотя брал pc с процессором ещё в 2013 а менял зимой 2017. Правда пасту все же поменял ибо смачно смахнул, про кристалл даже и знать не знал))
компу на даче больше десяти лет (12 - если навскидочку), круглый год там кто-нибудь из семейства и приближённых тусует и гоняет почём зря, так до сих пор даже системник не открывали, как часы.. так что всё это туфта, один из родственников работал на некоем соответствующем предприятии, промышленная аппаратура там с этими пастами, причём совковыми, профессионально утверждает, пару десятилетий с ней ничего не случается, за больший срок не ручается..
Читайте также: