دليل شامل لـ سيليكون موصل حراري: تحليل مفصل للمكونات ومبادئ تبديد الحرارة

في نظام تبديد الحرارة للأجهزة الإلكترونية، على الرغم من أن معجون التوصيل الحراري مجرد أنبوب صغير من المعجون، إلا أنه يلعب دورًا حاسمًا.
تركيبة شحم السيليكون الموصل للحرارة

يتكون شحم السيليكون الموصل للحرارة بشكل أساسي من الزيت الأساسي، والحشوات الموصلة للحرارة، والمواد المضافة الأخرى.
الزيت الأساسي: يفضل زيت السيليكون، مثل زيت ثنائي ميثيل السيليكون، وما إلى ذلك. يتمتع زيت السيليكون بثبات كيميائي جيد، وتقلب منخفض، وسيولة ممتازة. إنه يمكّن شحم السيليكون من الحصول على خصائص ترطيب جيدة، مما يسمح له بالالتصاق بشكل أفضل بأسطح المكونات الإلكترونية والمشتتات الحرارية.

الحشو الموصل للحرارة: هذا هو العامل الرئيسي الذي يحدد أداء شحم السيليكون الموصل للحرارة. تشمل الحشوات الموصلة للحرارة الشائعة أكسيد الألومنيوم، ونيتريد البورون، ومسحوق الفضة، وما إلى ذلك. يتمتع أكسيد الألومنيوم بتكلفة أقل ويستخدم على نطاق واسع في أجهزة الكمبيوتر العادية والأجهزة المنزلية والأجهزة الأخرى ذات متطلبات تبديد الحرارة الأقل تطلبًا. يتمتع نيتريد البورون بتوصيل حراري عالي ويتمتع أيضًا بعزل كهربائي جيد وثبات كيميائي. يتمتع مسحوق الفضة بتوصيل حراري مرتفع جدًا، ولكنه مكلف وعرضة للأكسدة. يستخدم بشكل عام فقط في سيناريوهات رفع تردد التشغيل أو المعدات من الدرجة البحثية التي تتطلب أداءً ممتازًا.
إضافات أخرى: مثل السيليكا والبنتونيت كعوامل سماكة، يمكن استخدامها لضبط تناسق شحم السيليكون، مما يسهل تطبيقه والبقاء في موضع معين. هناك أيضًا مضادات الأكسدة، والتي يمكن أن تمنع تدهور أداء شحم السيليكون وإطالة عمره التشغيلي.

مبدأ تبديد الحرارة لشحم السيليكون الموصل للحرارة

تولد المكونات الإلكترونية كمية كبيرة من الحرارة أثناء التشغيل. على الرغم من أن السطح بين الشريحة والمشتت الحراري يبدو سلسًا جدًا من المنظور الكلي، إلا أنه توجد، من وجهة نظر مجهرية، مناطق غير مستوية صغيرة لا تحصى. تمتلئ هذه الفجوات بالهواء، وهو موصل رديء للحرارة ويعيق بشدة انتقال الحرارة. بعد وضع شحم السيليكون الموصل بالتساوي بين المكون الإلكتروني والمشتت الحراري، فإنه، من خلال سيولته الخاصة، سيتغلغل في هذه الفجوات الصغيرة ويخرج الهواء، وبالتالي إنشاء قناة توصيل حراري فعالة.

على سبيل المثال، أثناء عملية تبديد الحرارة لوحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر، يعمل المعجون الموصل للحرارة كجسر، وينقل باستمرار الحرارة المتولدة عن طريق نواة وحدة المعالجة المركزية إلى مبرد وحدة المعالجة المركزية، مما يضمن التشغيل المستقر لوحدة المعالجة المركزية. علاوة على ذلك، يتمتع المعجون الموصل للحرارة أيضًا بخصائص عزل كهربائي، والتي يمكن أن تمنع حدوث الدوائر القصيرة والحالات الأخرى، مما يوفر حماية إضافية للتشغيل العادي للأجهزة الإلكترونية.