جل السيليكون الموصل حراريا وشحم السيليكون الموصل حراريا هما من مواد الواجهة الحرارية (TIM).
الهلام الحراري هو مادة جديدة للواجهة الحرارية ظهرت في السنوات الأخيرة. ومع ذلك، فإن الشحم الحراري هو النموذج المخضرم في عائلة مواد الواجهة الموصلة حراريا.
كلا المادتين في شكل معجون، وكان العديد من العملاء دائما غير واضحين بشأن الفرق بين الهلام الحراري والشحم الحراري. بعض الناس حتى يعترفون بأن جل السيليكون الموصل حراريا هو شحم سيليكون موصل حراريا، وهو اسم مختلف فقط. لهذا السبب، سأناقش الفرق بين الجل الحراري والشحم الحراري مع الجميع اليوم.
ما هو الجل الحراري؟الجل الموصل حراريا هو مادة موصلة حراريا عالية اللزوجة جدا، تصنع عن طريق خلط مجموعة متنوعة من المسطحات الموصلة حراريا مع جل السيليكا الموصل حراريا بعد أن يتم تصفية كاملة. تكتمل عملية الإنتاج بأكملها في حالة فراغ، لذا لا يوجد هواء في مادة الجل الموصل حراريا. معظم تغليف الجل الحراري موجود في حقنة.
سلسلة الجل الموصل حراريا تحتوي على جزء وجزئين كما في الصورة أدناه، ويستخدمان في توصيل الحرارة وتبديد الحرارة لمساعدة شرائح اللابتوب على تبديد الحرارة، مثل وحدة المعالجة المركزية أو وحدة معالجة الرسوميات، وغيرها.
تحدثنا عن الجل الحراري بالتفصيل من قبل. اذهب لتتحقق
فهم الهلام الحراري
ما هو الشحم الحراري؟الشحم الحراري هو نوع من المواد يستخدم لملء الفجوة بين وحدة المعالجة المركزية والمشتت الحراري. تسمى هذه المادة أيضا المعجون الحراري، المركب الحراري، المادة الحرارية، المعجون الحراري، مركب المشتت الحراري، ومعجون GPU الحراري وغيرها. وظيفته هي نقل الحرارة من المعالج إلى المشتت الحراري، والحفاظ على درجة حرارة المعالج عند مستوى عمل مستقر، ومنع تلف المعالج بسبب ضعف تبديد الحرارة، وإطالة عمر خدمتها.
في تطبيق تبديد الحرارة والتوصيل الحراري، حتى السطحين المسطحين ذوي الأسطح الملساء جدا سيشهدان فجوات عند تلامسهما مع بعضهما البعض. الهواء في هذه الفجوات موصل ضعيف للحرارة ويعيق توصيل الحرارة إلى المشتت الحراري. الشحم الحراري هو مادة يمكنها ملء هذه الفجوات وجعل توصيل الحرارة أكثر سلاسة وسرعة.
هناك العديد من أنواع شحم السيليكون في السوق، وتحدد المعايير والخصائص الفيزيائية المختلفة استخدامات مختلفة. على سبيل المثال، بعضها مناسب لتوصيل حرارة وحدة المعالجة المركزية، وبعضها مناسب لتوصيل حرارة الذاكرة، وبعضها مناسب لتوصيل الحرارة بالطاقة.
المعجون الموصل حراريا هو نوع من مادة السيليكون العازلة عالية التوصيل الحراري، والتي نادرا ما تتجالف، ويمكنها الحفاظ على حالة الشحم عند استخدامها لفترة طويلة عند درجة حرارة تتراوح بين -40°م إلى +200°م. لا يتميز فقط بعزل كهربائي ممتاز، بل أيضا بتوصيل حراري ممتاز، وفي الوقت نفسه يتميز بانخفاض انفصال الزيت (نحو الصفر)، ومقاومة درجات الحرارة العالية والمنخفضة، ومقاومة للماء، ومقاومة للأوزون، ومقاومة للعوامل الجوية.
يمكن تطبيق معجون المشتت الحراري على نطاق واسع على سطح التلامس بين عنصر التسخين (أنبوب الطاقة، الثايرستور، عمود التسخين الكهربائي، إلخ) ومرافق تبديد الحرارة (المشتت الحراري، المشتت الحراري، الغلاف، إلخ) في مختلف المنتجات الإلكترونية والمعدات الكهربائية. دور وسط نقل الحرارة وأداء المقاومة للرطوبة، والغبار، ومقاومة التآكل، والصدمات.
وهو مناسب لطلاء السطح أو الزراعة الشاملة لأجهزة الميكروويف المختلفة مثل اتصالات الميكروويف، ومعدات نقل الميكروويف، ومصادر الطاقة الخاصة بالميكروويف، ومصادر الطاقة المثبتة. يوفر هذا النوع من مواد السيليكون توصيلا حراريا ممتازا للمكونات الإلكترونية التي تولد الحرارة. مثل: الترانزستورات، مجموعة المعالج، الثيرمسترات، حساسات الحرارة، قطع إلكترونية للسيارات، ثلاجات السيارات، وحدات الطاقة، رؤوس الطابعات، وغيرها.
الاختلافات بين الشحم الحراري والجل الحراريللجل الحراري ميزة على الشحم الحراري:
الجل الموصل الحراري لا يسبب ترسيبا لزيت السيليكون، ويمكن تقشير الجل وإعادة استخدامه. عندما يكون الهلام الموصل الحراري متصلا بالمشتت الحراري والشرق، يلزم ضغط عمل صغير فقط، عادة أقل من 10psi، صلابة منخفضة، سهل الانحناء، وله منطقة عمل واسعة لدرجة الحرارة.
الشحم الموصل كهربائيا مصنوع من السيليكون العضوي كمادة خام رئيسية، مع إضافة مواد ذات مقاومة حرارة ممتازة وموصلية حرارية لصنع مركب سيليكون موصل حراري يشبه الشحم
الجل الحراري: هو مركب موصل حراري عالي الجودة.
الشحم الحراري يتميز بتوصيل حراري عالي، وموصلية حرارية ممتازة، وعزل كهربائي جيد (فقط لشحم السيليكون العازل والموصل حراريا)، ودرجة حرارة الاستخدام الواسع، وثبات جيد، وثبات منخفض، وأداء بناء جيد.
الجل الحراري: من خلال تفاعل التكثف للرطوبة في الهواء، يتم إطلاق جزيئات منخفضة لتسبب الترابط والتصلب، ثم يتم فلكنتها لتصبح مردة عالية الأداء. يتمتع بمقاومة ممتازة للبرد والحرارة المتناوب في الاستخدام، ومقاومة الشيخخة، وخصائص العزل الكهربائي. ويتميز بمقاومة ممتازة للرطوبة، ومقاومة للصدمات، ومقاومة للهالة، ومقاومة التسرب، ومقاومة المواد الكيميائية.
يستخدم المعجون الحراري لملء الفجوات ونقل الحرارة بين الترانزستورات عالية الطاقة، وأنابيب المحولات، والدوائر المتكاملة، وغيرها من الشرائح والمبددات الحرارية، مثل مضخمات الطاقة، الترانزستورات، الأنابيب الإلكترونية، وحدات المعالجة المركزية، وغيرها.
يتميز المركب الحراري بتوصيلية حرارية ممتازة، ومقاومة عالية للحرارة، ومقاوم للشيخوخة، ومقاوم للماء، وعزل، وخصائص أخرى. إنه غير قابل للذوبان في الماء، وليس من السهل أكسدته، وله خصائص عزل كهربائي ممتازة مما يمكنه حماية الدائرة أثناء توصيل الحرارة وتحسين استقرار الدائرة. الشحم الحراري هو حاليا أكثر المواد الموصلة حراريا استخداما في صناعة الإلكترونيات والكهرباء.
يستخدم الهلام الحراري على نطاق واسع في مجالات شرائح LED، ومعدات الاتصالات، ومعالجات الهواتف المحمولة، ووحدات الذاكرة، ووحدات IGBT ووحدات الطاقة الأخرى، وأشباه الموصلات الكهربائية
طرق بناء مختلفة
طريقة بناء الجل الحراري أفضل من الشحم الحراري
الشحم الحراري يختلف عن الجل الحراري من حيث تركيبة أو عملية إنتاج الشحم الحراري نفسه. طريقة التعبئة بما في ذلك الشحم الحراري هي أيضا معلب بسيط.
الطريقة التقليدية للبناء للشحم الحراري هي الطباعة الشاشية، وبعض العملاء فقط يطبقون ويكشطون بشكل متساو. لكن مثل هذه الطريقة البسيطة يجب أن تشغل يدويا أيضا.
يمكن تنفيذ بناء الجل الحراري مباشرة بواسطة موزع أوتوماتيكي، مما ينهي تاريخ عدم أتمتة مواد الواجهة الحرارية.
بهذه الطريقة، يكون الجل الموصل الحراري على اتصال جيد مع المنتجات الإلكترونية أثناء التجميع، مما يظهر مقاومة حرارية منخفضة وخصائص عزل كهربائي جيدة.
ببساطة، يمكن تصنيع الجل الحراري باستخدام عملية توزيع أوتوماتيكية بالكامل، بينما يمكن تصنيع الشحم الحراري يدويا فقط.
عمر العمل للهلام الحراري أطول من الشحم الحراري
الهلام الحراري لا يجف لفترة طويلة ويمكن ضغطه إلى أجل غير مسمى. يمكن أن يضمن عمر خدمة يزيد عن 10 سنوات. بعض الشركات المصنعة تسمي الجل الحراري صفيحة سيليكا حرارية سائلة.
لكن عمر شحم السيليكون الموصل حراريا (المعجون الموصل للحرارة) أقصر من عمر جميع مواد الواجهة الحرارية. بعد نصف عام من الاستخدام، يبدأ شحم السيليكون الموصل حراريا في الجفاف ببطء، ويمكن تحويله بالكامل إلى مسحوق خلال سنتين. يتحول إلى غبار عند قرصه، كما أن شحم السيليكون الموصل حراريا يفقد أيضا موصله الحراري. إنها نهاية عمر الشحم الحراري. وهذا أيضا ينص على أن شحم السيليكون الموصل حراريا غالبا ما يشتكى، كما أنه عنق زجاجة قاتل في تطوير شحم السيليكون الموصل للحرارة.
هناك العديد من الفروقات بين الجل الحراري والشحوم الحرارية، مثل المقاومة الحرارية، السماكة، وما إلى ذلك. لذلك، تظهر هذه الأدلة أن الهلام الحراري ليس شحونا حرارية، ولكل منهما استخداماته الخاصة. يمكن للعملاء اختيار استخدام الهلام الحراري أو الشحوم الحرارية أو مواد موصلة حرارية أخرى حسب خصائص المنتج ومتطلبات الهيكل.
