سلام! بهعنوان تامینکننده پدهای سیلیکونی حرارتی، من از نزدیک دیدم که این بچههای کوچک چقدر برای خنک نگه داشتن قطعات الکترونیکی حیاتی هستند. اما یک سوال که اغلب مطرح می شود این است که چگونه وجود شکاف های هوا بین یک پد سیلیکونی حرارتی و یک قطعه بر انتقال حرارت تاثیر می گذارد. بیایید به این موضوع بپردازیم و بفهمیم.
ابتدا بیایید اصل اساسی انتقال حرارت را درک کنیم. انتقال حرارت از طریق سه روش اصلی انجام می شود: رسانایی، همرفت و تابش. در زمینه پدهای سیلیکونی حرارتی، هدایت حالت اصلی انتقال حرارت است که ما به آن توجه می کنیم. رسانایی انتقال گرما از طریق یک ماده یا بین مواد در تماس مستقیم است.
پدهای سیلیکونی حرارتی برای پر کردن شکاف های میکروسکوپی بین یک جزء مولد گرما (مانند CPU یا GPU) و هیت سینک طراحی شده اند. آنها هدایت حرارتی بالایی دارند، به این معنی که می توانند گرما را به طور موثر از قطعه به هیت سینک انتقال دهند. اما وقتی شکافهای هوایی وجود دارد، همه چیز کمی پیچیده میشود.
هوا در مقایسه با پدهای سیلیکونی حرارتی رسانای ضعیفی برای گرما است. رسانایی حرارتی هوا در دمای اتاق حدود 0.024 W/(m·K) است، در حالی که پدهای سیلیکونی حرارتی خوب می توانند رسانایی حرارتی از 1 W/(m·K) تا بیش از 10 W/(m·K) داشته باشند.پدهای حرارتی خوببه طور خاص مهندسی شده اند تا رسانایی حرارتی بالایی برای افزایش انتقال حرارت داشته باشند.
هنگامی که یک شکاف هوا بین پد سیلیکونی حرارتی و قطعه وجود دارد، به عنوان یک عایق عمل می کند. گرما باید از این لایه هوا عبور کند که کند و ناکارآمد است. این بدان معنی است که سرعت انتقال حرارت کلی از قطعه به هیت سینک کاهش می یابد. در نتیجه، ممکن است قطعه به خوبی خنک نشود و منجر به دمای عملیاتی بالاتر شود.
دمای عملیاتی بالاتر می تواند یک سردرد واقعی برای دستگاه های الکترونیکی باشد. یکی، می تواند طول عمر قطعات را کاهش دهد. اکثر قطعات الکترونیکی دارای حداکثر دمای کاری هستند و اگر دائماً بالاتر از این دما کار کنند، ساختار داخلی آنها می تواند سریعتر تخریب شود. این می تواند منجر به خرابی زودرس دستگاه شود.
موضوع دیگر کاهش عملکرد است. بسیاری از قطعات الکترونیکی، به ویژه پردازنده ها، به گونه ای طراحی شده اند که در هنگام گرم شدن بیش از حد، عملکرد آنها را کاهش دهند. این یک مکانیسم ایمنی داخلی برای جلوگیری از گرمای بیش از حد است. بنابراین، اگر انتقال حرارت به دلیل شکاف های هوا ضعیف باشد، ممکن است قطعه عملکرد آن را کاهش دهد و در نتیجه عملکرد دستگاه کندتر شود.
بنابراین، در وهله اول چه چیزی باعث ایجاد این شکاف های هوایی می شود؟ خوب، چند عامل وجود دارد. یکی از دلایل رایج نصب نامناسب است. اگر پد سیلیکونی حرارتی به درستی اعمال نشود، ممکن است کاملاً با سطح قطعه و هیت سینک مطابقت نداشته باشد. به عنوان مثال، اگر لنت به درستی در مرکز قرار نگرفته باشد یا در آن چین و چروک یا حباب وجود داشته باشد، شکاف های هوا ایجاد می شود.
زبری سطح قطعه و هیت سینک نیز می تواند نقش داشته باشد. اگر سطوح خیلی ناهموار باشند، پد سیلیکونی حرارتی ممکن است نتواند تمام درهها و قلههای میکروسکوپی را پر کند و حفرههای هوای کوچکی باقی بماند. علاوه بر این، با گذشت زمان، پد سیلیکونی حرارتی می تواند خشک شود یا جابجا شود و شکاف های هوا ایجاد شود.
به عنوان یک تامین کننده، ما راه حل هایی را برای به حداقل رساندن این شکاف های هوایی ایجاد کرده ایم. ماپد سیلیکونی با هدایت حرارتی بالااز مواد با کیفیت بالا که نرم و انعطاف پذیر هستند ساخته شده است. این به آن اجازه می دهد تا بهتر با سطوح قطعه و هیت سینک مطابقت داشته باشد و احتمال شکاف هوا را کاهش دهد.
روش دیگر استفاده از پدهای سیلیکونی حرارتی نازکتر است. لنت های نازک تر معمولاً بیشتر با سطوح ناهموار مطابقت دارند. با این حال، حفظ تعادل بسیار مهم است زیرا اگر لنت خیلی نازک باشد، ممکن است نتواند شکاف های بزرگتر بین قطعه و هیت سینک را به طور موثر پر کند.
ما نیز ارائه می دهیمپدهای عایق هیت سینک حرارتی سیلیکونیکه به طور خاص برای خود تراز شدن طراحی شده اند. این پدها می توانند اندکی تحت فشار جریان داشته باشند و هر شکافی را پر کنند و از تماس خوب بین قطعه و هیت سینک اطمینان حاصل کنند.
برای اطمینان از نصب صحیح، دستورالعمل های دقیق را به مشتریان خود ارائه می دهیم. مهم است که قبل از استفاده از پد سیلیکونی حرارتی، سطوح قطعه و هیت سینک را به طور کامل تمیز کنید. هر گونه گرد و غبار یا زباله می تواند از تماس خوب پد جلوگیری کند. همچنین اعمال فشار مناسب در حین نصب می تواند به انطباق لنت با سطوح و از بین بردن شکاف های هوا کمک کند.
در برخی موارد، مواد رابط حرارتی از پیش اعمال شده (TIM) می توانند گزینه خوبی باشند. اینها پدهای سیلیکونی حرارتی هستند که قبلاً در طول فرآیند ساخت به هیت سینک یا قطعه متصل شده اند. این می تواند احتمال نصب نادرست و ایجاد شکاف هوا را کاهش دهد.
در نتیجه، شکاف های هوا بین یک پد سیلیکونی حرارتی و یک جزء می تواند تأثیر منفی قابل توجهی بر انتقال حرارت داشته باشد. آنها راندمان انتقال حرارت را کاهش می دهند که منجر به دمای عملیاتی بالاتر، کاهش طول عمر قطعات و کاهش عملکرد می شود. اما با استفاده از پدهای سیلیکونی حرارتی مناسب و تکنیک های نصب مناسب می توان این مسائل را به حداقل رساند.
اگر به دنبال پدهای سیلیکونی حرارتی با کیفیت بالا هستید، ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم. خواه شما یک سرگرمی کوچک الکترونیکی باشید یا یک تولید کننده در مقیاس بزرگ، ما محصولات و تخصص لازم را برای رفع نیازهای شما داریم. برای شروع یک بحث خرید با ما تماس بگیرید و بیایید با هم کار کنیم تا قطعات الکترونیکی شما خنک و روان کار کنند.
مراجع
- Incropera، FP، و DeWitt، DP (2002). مبانی انتقال حرارت و جرم جان وایلی و پسران
- کاویانی، م. (1995). اصول انتقال حرارت در محیط متخلخل. اسپرینگر.