FAQ sul lapping di processori e dissipatori di calore

A quanto pare sul forum si é scatenata la ricerca di informazioni dedicate al lapping.Questa F.A.Q. vorrebbe essere un modo per risolvere i dubbi che assillano il principiante in merito a questa tecnica. Come tutte le F.A.Q. è in perpetuo aggiornamento.

COS'E' UNA F.A.Q.?

Per le tre persone che ancora non lo sanno, F.A.Q. sta per frequently asked question, domande poste di frequente. Su internet troverete f.a.q. su praticamente qualunque argomento.

COS'E' IL LAPPING ?

Il termine anglosassone lapping si traduce nell'italianissimo "lappatura": la lappatura è una lavorazione meccanica destinata a ridurre la rugosità di una superficie. Lappando un pezzo meccanico si ottengono, fra l'altro, una maggiore resistenza agli stress ed una maggiore scorrevolezza; tanto per fare due esempi pratici la lappatura viene praticata sulle bielle dei motori da competizione (migliora la fluidodinamica e riduce il rischio di cricche) e nelle canne dei fucili.

BELLO,MA COSA C'ENTRA CON L'INFORMATICA ?

Nel mondo dei pc si è incominciato a parlare diffusamente di lapping con l'introduzione delle serie di processori AMD K6 ed Intel Celeron, nei quali il core non é più affogato nel solito package ceramico, ma ricoperto da uno strato metallico (in gergo "slug"), ai fini di migliorare la dissipazione del calore prodotto.

Questo strato di metallo (nei K6 è un semplice coperchietto) viene generalmente realizzato in rame e poi ricoperto di nickel per motivi estetici: siccome il nickel non conduce il calore così bene, qualcuno ha pensato di abraderlo, esponendo così il rame e migliorando le capacità di trasmettere il calore da parte dello slug.

Un'altro utilizzo del termine lapping si ha al posto del più corretto termine rettifica: con questa parola definiamo una lavorazione con asportazione di materiale che ha lo scopo di ricondurre a planarità superfici che non lo sono: è ancora il caso dei processori ed anche dei dissipatori di calore, i quali devono essere planari per garantire la maggior superficie di contatto possibile con lo slug.

CHI DOVREBBE LAPPARE ?

L'overclocker in cerca del miglior raffreddamento possibile, chi ha problemi di surriscaldamento ed é all'ultima spiaggia, chiunque si accorga che il suo dissipatore non é piano(cosa più comune di quanto non si creda). Fra l'altro, mentre la lappatura di un processore è un'operazione piuttosto rischiosa per il componente se non viene eseguita correttamente, la rettifica di un dissipatore è alla portata di tutti.

POSSO LAPPARE IL MIO DISSIPATORE?

Se non é planare, decisamente si.

POSSO LAPPARE IL MIO K6/CELERON?

Si

POSSO LAPPARE IL MIO PII?

Nella serie di processori Pentium II, lo slug del processore non é esposto: il tipo di cartuccia adottato per contenerlo ha nella parte posteriore una piastra metallica che andrebbe rimossa: l'operazione é possibile, ma oltre ad esulare dall'argomento di questi appunti, richiede una certa perizia :se comunque ve la sentite di rischiare, sul web troverete diverse informazioni sul deboxing. Una volta che il processore vero e proprio é stato estratto dal suo guscio lo si può lappare: tuttavia è necessario prestare attenzione ai chip della cache che lo circondano (nota: nel 90% dei casi,a cedere per questioni di temperatura in un PII é proprio la cache: il lapping quindi, ancorché possibile, potrebbe non apportare i benefici che apporta ad altri processori. Credo si possa affermare che una volta deboxato il processore, tutto ciò che é possibile fare per migliorare un PII é stato fatto).

POSSO LAPPARE IL MIO PIII?

I PIII hanno un package diverso dai Celeron,denominato flip chip pga: quello che andreste ad abradere non sarebbe lo slug, ma il core stesso del processore, che si trova molto più vicino alla superficie esterna del chip; inoltre, quel rivestimento blu che vedete sopra il processore pare che abbia elevate capacità termoconduttive; se é vero che alcuni hanno lappato dei PIII ed hanno ottenuto dei buoni risultati, al momento non ho informazioni sufficienti per affermare a cuor leggero che sia un bene farlo. Fra l'altro questi processori non costano neanche poco.

QUALI SONO I BENEFICI DELLA LAPPATURA ?

Nel caso di rettifica di un dissipatore concavo o convesso,una maggiore superficie di contatto con il processore, quindi una migliore capacità di scambio termico dello stesso.
Nel caso dei processori generalmente una temperatura più bassa di 2-5 gradi, che porta ad una maggiore stabilità del sistema.

COME CONTROLLO LA PLANARITÀ' DEL MIO DISSIPATORE/PROCESSORE?

Lo si traguarda in controluce dopo avergli appoggiato sopra un riferimento: esistono appositi attrezzi denominati guardapiani,ma se ne avete uno o se sapete cos'è, allora probabilmente non avete bisogno di leggere questo documento. Possiamo usare l'asta graduata di un calibro (buon riferimento), una riga metallica da tracciatura (leggermente peggio) o da disegno (solo se è perfetta). Definito lo strumento da usare, lo si appoggia quasi perpendicolarmente sulla superficie in esame e lo si fa scorrere su di essa radendola. La quantità di luce che riusciamo ad intravedere ci dà la misura della concavità o della convessità del pezzo in una direzione. Si ripete poi l'operazione nel verso perpendicolare rispetto al primo passaggio per verificare gli altri due lati. (Nota: la descrizione scritta dell'operazione può sembrare macchinosa, ma in realtà l'operazione è semplicissima: se avete sottomano un perito meccanico fatevi mostrare come si fa).

ARGH! IL DISSIPATORE E' CONCAVO! E ADESSO?

Adesso conviene procurarsi gli strumenti adatti per eseguire l'operazione:

• Un piano di riferimento;
• Carta abrasiva per metalli in fogli della grana appropriata(indicativamente da 400 a1000 per i dissipatori, da 1000 a 6000 per i processori);
• Nastro da carrozziere;
• Un panno di una discreta dimensione tipo un asciugamano o, molto meglio, un foglio di gomma (ne trovate anche nei negozi di articoli per la casa, si mettono sui lavandini).

Come piano di riferimento potete usare un vetro da finestra: la tecnologia con la quale vengono fatti oggi ne garantisce la perfetta planarità. Visto che il vetro costa poco,vi consiglierei di andare da un vetraio e di farvene tagliare uno apposta, in modo da sceglierne una misura che sia adatta al vostro banco di lavoro; a me piace lavorare con un vetro che mi consenta di fissare su di esso tutto il foglio di carta abrasiva.

HO TUTTO E SONO PRONTO. SPIEGAMI COME SI FA.

Pulite accuratamente il vostro piano di lavoro: piccoli oggetti che rimangono sotto il vetro possono spaccarlo sotto la pressione delle vostre mani.
Stendete sul piano l'asciugamano piegato o il foglio di gomma, che serve a pareggiarne la superficie (sempre per evitare che si spezzi il vetro).
Fissate la carta abrasiva di grana più grossa sul vetro usando il nastro da carrozziere, facendo attenzione che sia ben tesa ed a non fare bolle.
Se la carta é del tipo impermeabile (generalmente le carte da metalli lo sono, comunque sono indicate con la scritta wet sul retro) fate cadere alcune gocce d'acqua sulla carta.
Appoggiate il dissipatore sul vostro piano e cominciate a "grattugiarlo" eseguendo un movimento ad 8, facendo attenzione ad esercitare una pressione uniforme su tutta la sua superficie.

La prima fase della rettifica prosegue fintanto che la superficie non diventa piana: se il vostro dissipatore è anodizzato, noterete che il colore se ne va prima dalle parti più "alte" dello stesso e poi scompare gradualmente da tutta la faccia. A questo punto se avete fatto le cose per bene la superficie è sicuramente piana; dopo il controllo con il calibro possiamo passare alla finitura, eseguita nello stesso modo con fogli di carta via via più fini (io parto da 600 e poi uso 800 e 1000; se voglio tirare una faccia a specchio scelgo anche carte di grana più fine).
Lavorate con pazienza:la rettifica eseguita in questo modo è un'operazione lenta e noiosa,soprattutto all'inizio.

LA SUPERFICIE DEL DISSIPATORE NON E' COLORATA, COME FACCIO A CONTROLLARE I MIEI PROGRESSI ?

Verniciatela prima con un pennarello indelebile tipo tratto marker: vale anche per i processori, dove la cosa é molto utile.

ORA CHE HO RETTIFICATO IL DISSIPATORE POSSO LAPPARE ANCHE IL PROCESSORE,VERO?

Beh, più o meno si: ricordatevi, però, che questa volta avete a che fare con un costoso componente elettronico, quindi dovete operare con estrema cautela e pazienza. Lo ripeto qui, in modo da evitare che poi vi lamentiate in futuro: LA LAPPATURA DI UN PROCESSORE E' UN'OPERAZIONE RISCHIOSA, CHE PUÒ' DANNEGGIARE IRREPARABILMENTE IL COMPONENTE STESSO.

Le differenze fondamentali fra la rettifica di un dissipatore e la lappatura di un processore sono nella grana della carta usata e nella necessità di evitare di sporcare i pin o i contatti del processore, oltre alla necessità di mettersi al riparo dall'elettricità statica.
Per i processori slot 1 (PII, Celeron 300, 300A, ecc.)mascherate i contatti con il nastro da carrozziere e mantenete la carta umida.
Per i processori Socket 7 o 370, potreste usare un'approccio un po' più elegante:prendete un pezzo di spugna antistatica ed uno di styrofoam (quella specie di polistirene molto compatto che si usa per l'isolamento dei muri), appoggiate la spugna sullo styrofoam e piantateci dentro il processore (con delicatezza, per carità! :-) ) Alla fine dovreste ritrovarvi con un blocchetto molto comodo da maneggiare.
Lavorate fino a che non si vede il rame,con cura ed usando la mano leggera:se esagerate è un guaio!

SONO PIGRO E TUTTO QUESTO MOVIMENTO NON FA PER ME:ESISTE UNA MACCHINA CHE POSSA FARLO AL POSTO MIO?

Per i dissipatori potreste usare una fresa prima ed un lapidello poi, per i processori non me la sento di consigliarvelo.

Fra l'altro, se conoscete un fresatore, lui é la persona adatta per insegnarvi tutto lo scibile umano sulla planarità: potreste anche chiedergli qualcosa sull'uso del blu di prussia e del piano di riscontro.

HO FINITO:SIA IL DISSIPATORE CHE IL PROCESSORE SONO LUCIDI COME SPECCHI.ADESSO?

Adesso si può rimontare il tutto:in teoria, visto che le due superfici sono perfettamente piane non sarebbe nemmeno necessario interporre fra esse la pasta siliconica. In pratica, però, siccome non é detto che la molla di fissaggio del dissipatore eserciti una pressione uniforme (soprattutto con i PIII), uno strato leggero di pasta é sempre consigliabile.