La معجون حراري هي مادة تستخدم على نطاق واسع في عالم الإلكترونيات. بشكل عام كواجهة لتحسين تبديد الحرارة بين رقائق المعالجة عالية الأداء والمبددات الحرارية. ولكنه ليس المكان الوحيد الذي يتم استخدامه فيه ، بل يمكن استخدامه أيضًا للترانزستورات عالية الطاقة لوحات تأثير بلتيير، الخ.
في هذه المقالة سوف تعرف ما هي هذه المادة بالضبط ، وظيفتها ، وكيف يتم تطبيقها بشكل صحيح ، والأنواع الموجودة في السوق وأفضل العلامات التجارية التي يمكنك شراؤها.
ما هو المعجون الحراري؟
يمكن استدعاؤه بعدة طرق: معجون حراري ، سيليكون حراري ، شحم حراري، إلخ. كل هذه المصطلحات مترادفة ولا فرق بينها. يشير إلى مادة لها خصائص توصيل حراري جيدة للمساعدة على تبديد الحرارة بشكل أفضل عندما يكون هناك واجهة بين سطحين. على سبيل المثال ، عند استخدام المشتت الحراري على شريحة ، لملء "الفجوات" التي يمكن أن تكون بين سطح وآخر وبالتالي جعل التوصيل أكثر كفاءة.
يحتوي المعجون الحراري على عناصر مختلفة تركيب:
- مصفوفة سائلة قابلة للبلمرة: وهو أساس العجينة التي تجعلها مادة سائلة. بشكل عام ، تعتمد هذه الأنواع من المواد الهلامية أو المعاجين عادةً على السيليكونات (ومن هنا جاءت تسميتها) ، وراتنجات الإيبوكسي ، والأكريلات ، واليوريثان ، وما إلى ذلك ، ويمكن حتى ترتيبها في مواد لاصقة أو ضمادات بدلاً من شكل معجون.
- الجسيمات: تمثل هذه الحشوات عادة ما بين 70 و 80٪ من تركيبة المعجون الحراري. في هذه الحالة ، يمكن أن تكون شديدة التنوع ، مثل النحاس ، والألمنيوم ، والفضة ، وأكسيد الزنك ، ونتريد البورون ، وما إلى ذلك.
بسبب كل هذه التركيبة ، يمكن أن يكون هذا المعجون الحراري سامة إذا ابتلعت. لذلك ، يجب اتخاذ الاحتياطات عند استخدامه ، اغسل يديك إذا تم التعامل معها بدون قفازات وتجنب تركها في متناول الأطفال. بالإضافة إلى أنها مهيجة للجلد والعينين والأغشية المخاطية ، لذا يجب استخدام عناصر الحماية عند التعامل معها. توضح بعض مقاطع الفيديو التعليمية كيفية تطبيقها حتى باليد ، ولكن لا ينبغي القيام بذلك.
إذا كنت أمام مكون إلكتروني جديد ، ولا تعرف جيدًا ما إذا كان يمكنك استخدام معجون حراري على سطحه أو أي واحد تستخدمه ، فأوصيك دائمًا بقراءة أوراق بيانات الشركات المصنعة. في هذه الوثائق ، ستجد معلومات عنها ، بالإضافة إلى احتياجات التبديد ، والطاقة ، ودرجات الحرارة القصوى والدنيا المدعومة ، والقيم مثل صندوق التوصيل ، والتقاطع الجوي ، وما إلى ذلك.
خصائص
ليس فقط معجون حراري خصائص من الموصلية الحرارية ، ولكن أيضًا غيرها ، ومن الضروري إيلاء اهتمام خاص لهم ، حيث يمكنهم تكييف الاستخدام وفقًا للعناصر الإلكترونية. تتميز هذه المادة بشكل أساسي بما يلي:
- توصيل حراري: وهو أهم عامل في المعجون الحراري لأنه مادة هدفها تبديد الحرارة. لذلك ، يجب أن يتمتعوا بقدرة جيدة على توصيل الحرارة. يتم استخدام وحدات مثل واط لكل متر كلفن لقياس هذا العامل. اعتمادًا على نوع المعكرونة أو العلامة التجارية ، يمكن أن تختلف هذه الموصلية بشكل كبير. على سبيل المثال ، تمتلك خصائص النحاس أو الفضة أو الألماس أو الألمنيوم خصائص جيدة جدًا في هذا الصدد ، والبعض الآخر مثل أكسيد الزنك ونتريد الألومنيوم وما إلى ذلك ، ليس كثيرًا.
- الموصلية الكهربائية: يتعلق بإحدى المشاكل التي يمكن أن تسببها العجينة الحرارية إذا كانت توصل الكهرباء بشكل جيد. بشكل عام ، يميل مصنعو المعكرونة إلى إظهار المقاومة الكهربائية التي يمثلها منتجهم. كلما ارتفع (أوم لكل سنتيمتر) ، كان العازل أفضل ، لذلك يمكن أن يكون أفضل بكثير. إذا كان المعجون يتمتع بمقاومة منخفضة ويسير بشكل جيد ، فقد يؤدي ذلك إلى حدوث مشاكل ماس كهربائى إذا لامس بعض المسارات أو المسامير.
- معامل التمدد الحراري: هي الوحدة الأخرى التي يجب الانتباه إليها. في هذه الحالة ، يجب أن تبحث عن عجينة يكون معاملها أدنى مستوى ممكن ، أي بحيث يتمدد بأقل قدر ممكن مع الحرارة. وإلا ، فقد يتسبب ذلك في حدوث مشاكل توتر بين المكونات.
أنواع المعجون الحراري
هناك عدة أنواع من المعجون الحراري في السوق ، ومن المهم التمييز بين جميع الحلول المتاحة لمعرفة أي منها تختار في كل حالة ، نظرًا لأن لديهم جميعًا ما يناسبهم. مزايا وعيوب:
- وسادة تدفئة: عبارة عن مادة لاصقة أو وسادة تعمل كواجهة موصلة للحرارة والغرض منها هو بالضبط نفس المعجون الحراري ، ولكن يمكن استخدامها بسهولة أكبر ، ولا تتضمن التحكم في الكميات ، والتأكد من تمددها بشكل متجانس ، وما إلى ذلك ، لأنه يلتصق ببساطة على سطح المكون ليتم تبديده أو على غرفة التبريد. يتم بيعها بشكل منفصل ، على الرغم من أنها عادة ما تكون مثبتة مسبقًا في بعض أنظمة التبريد لتسهيل التجميع. وهي مصنوعة بشكل عام من السيليكون أو شمع البارافين الممزوج بجزيئات موصلة صلبة. في درجة حرارة الغرفة تبدو أكثر صلابة ، ولكن عندما تعمل ، فإنها تصبح أكثر مرونة.
- معجون حراري: هي المادة السائلة اللزجة التي تباع في علب مع فرشاة أو أنابيب أو محاقن لسهولة التطبيق. ضمن هذا اللصق ، يمكنك العثور على الأنواع التالية:
- من المعدن: يستخدمون جزيئات معدنية (الزنك ، النحاس ، الألمنيوم ، الفضة ، الذهب ...) للحشو ، وعادة ما يكون لونها رمادي. إنها تحظى بشعبية كبيرة وليست باهظة الثمن. إنها تتصرف بشكل جيد من حيث التوصيل الحراري ، حيث تكون قادرة على خفض درجة الحرارة حتى 6 درجات مئوية في بعض الحالات. ومع ذلك ، لديهم مشكلة ، وهي التوصيل الكهربائي. مع الجسيمات المعدنية ، يمكن أن تقصر الدائرة بين جهات الاتصال في حالة وجود تسرب.
- صناعة الخزف: جزيئات الحشو السيراميك (أكسيد الزنك ، ثاني أكسيد السيليكون ، أكسيد الألومنيوم ، ...) مما يعطي ألوانًا رمادية فاتحة أو بيضاء. وتتمثل النقطة القوية لهذه السيليكون الحراري في أنها رخيصة جدًا ولديها موصلية كهربائية منخفضة ، لذا فهي أكثر أمانًا في حالة حدوث تسرب. ومع ذلك ، فإن توصيلها الحراري أسوأ ، لذا فهي ستساعد فقط في خفض درجة الحرارة من 1 إلى 3 درجة مئوية مقارنةً بالواجهة التي لا تستخدمها.
- كربون: إنها أغلى ثمناً وأحدث ، لكنها تقدم نتائج أفضل. وهي مخصصة عمومًا للأنظمة التي تحتاج إلى قدر أكبر من تبديد الحرارة ، مثل رقائق رفع تردد التشغيل ، أو المعدات عالية الأداء أو عالية الطاقة ، إلخ. وهي تعتمد على جزيئات مثل غبار الماس وأكسيد الجرافين وما إلى ذلك. في هذه الحالة ، تكون الخصائص مثالية تقريبًا ، حيث تتميز من ناحية بتوصيل حراري جيد جدًا مثل تلك الموجودة في المعدن ، ومن ناحية أخرى تتميز بموصلية كهربائية منخفضة جدًا مثل تلك الموجودة في السيراميك.
- المعدن السائل: إنها ليست شائعة جدًا ، ولكن غالبًا ما يتم استخدامها من قبل بعض الشركات المصنعة أو المتحمسين لكتل غرفة التبريد لوحدات المعالجة وما إلى ذلك. على الرغم من أنها تتمتع بخصائص تبديد جيدة ، بل إنها أفضل إلى حد ما من تلك التي تعتمد على المعدن ، إلا أن هذا النوع الآخر غالبًا ما يكون باهظ الثمن ويمكن أن يتفاعل مع مبددات حرارة الألومنيوم ، نظرًا لاستخدامها معادن مثل الإنديوم أو الغاليوم.
- الهجينة: هناك أيضًا بعض المعاجين الحرارية الهجينة ، أي أنها تمزج مكونات حشو مختلفة كأساس لتحسين الخصائص.
ما المنتج للشراء؟
إذا كنت ترغب في شراء منتج معجون حراري ، فإليك بعضًا من أفضل العلامات التجارية والخيارات التي تجدها في السوق:
- وسادات أو وسادات حرارية: أدويتس
- معجون حراري هجين: نوكتوا NT-H1
- سيراميك: لا توجد منتجات
- من المعدن: شركة أتيك سيلفر 5
- أساسه الكربون: كولر ماستر جل ميكر