الجل الحراري وتطبيقاته

مع التحديث المستمر للمعدات الإلكترونية، أصبحت متطلبات الأداء لجميع جوانب المعدات أعلى فأعلى.ومع ذلك، تولد الأجهزة عالية الأداء المزيد من الحرارة أثناء التشغيل، لذا فإن كيفية التحكم في درجة الحرارة لضمان عمل الأجهزة الإلكترونية بسرعة عالية أمر بالغ الأهمية.

عندما لا يمكن تركيب وتركيب مواد الفجوة الحرارية التقليدية، يتم استخدام مادة إدارة حرارية موثوقة للغاية لأجهزة التدفئة على نطاق واسع في المعدات الإلكترونية، وهي مادة هلامية حرارية.

ما هو الجل الحراري؟

يعتمد الجل الحراري على راتنج السيليكون كمادة أساسية، ويضيف حشو موصل حراريًا ومواد ربط وفقًا لنسبة معينة من التكوين، ويتم معالجته بواسطة مادة حشو فجوات معجون التكنولوجيا الخاصة، وفقًا لنسبة 1:1 (نسبة الكتلة) الممزوجة والمعالجة في مطاط صناعي عالي الأداء، مع شكل الهيكل، مع أفضل قابلية للتطبيق الهيكلي وخصائص طلاء السطح الهيكلي.تتمتع هذه المادة ببعض مزايا الحشوات الحرارية والشحوم الحرارية في نفس الوقت، والتي تعوض بشكل أفضل نقاط الضعف في الاثنين، وهي مناسبة بشكل خاص لاحتياجات التوصيل الحراري المحدودة المساحة.

مميزات الجل الحراري:

1. الموصلية الحرارية ممتازة.الجل الحراري أكثر نعومة وله تقارب سطحي أفضل من الحشيات الحرارية، ويمكن ضغطه بسمك صغير جدًا، يصل إلى 0.1 مم، بحيث يتم تحسين تأثير نقل الحرارة بشكل كبير.في هذا الوقت، يمكن أن تكون المقاومة الحرارية 0.08 درجة مئوية · بوصة 2 / واط - 0.3 درجة مئوية · بوصة 2 / واط لتحقيق جزء من أداء شحم السيليكون، والذي لا يوفر عامل ضمان عالي للمنتجات الإلكترونية فحسب، بل يضمن أيضًا استقرار المنتجات الإلكترونية (خاصة المنتجات التي تتطلب تبديدًا عاليًا للحرارة) أثناء الاستخدام، مما يحسن أداء الخدمة وعمر المنتج؛

2. يتميز بأداء كهربائي ممتاز، ومقاومة للشيخوخة، وأداء متناوب بارد وحراري (يمكن أن يعمل لفترة طويلة عند -40 ~ 200 درجة مئوية)، وأداء العزل الكهربائي، ومقاومة الصدمات، وامتصاص الاهتزاز والثبات، مما يزيد من عامل أمان المنتجات الإلكترونية أثناء يستخدم؛

3. تلبية مجموعة متنوعة من التطبيقات.ليس لديها حساسية للسمك، ولديها قدرة جيدة على التكيف في عملية تجميع المعدات، ومتوافقة مع تأثير تفاوتات الأبعاد على الأجهزة ذات الصلة أو الأجزاء الهيكلية.يمكن أن يوفر اتصالاً جيدًا بين سطح التسخين وسطح التبريد تحت ضغط منخفض أو بدون ضغط;

4. من السهل تشكيل، سمك يمكن السيطرة عليها.منتجات الجل الحرارية العالية لا تحتاج إلى تبريد أو تخزين في درجة حرارة الغرفة، وسهلة الاستخدام؛

5. النظام عديم اللون وشفاف (باستثناء الأغراض الخاصة) ويمكن استخدامه مع أي لون;

6. ميزة التشغيل المستمر.الجل الحراري سهل التشغيل، ويمكن تغيير حجمه يدويًا أو تحجيمه ميكانيكيًا.طريقة الاستخدام المستمر الشائعة هي التوزيع الميكانيكي، والذي يمكنه تحقيق التحكم الكمي بنقطة ثابتة، وتلبية أي بيئة عمل وظروف عمل، وتوفير العمالة وتحسين كفاءة الإنتاج.

كيفية اختيار الجل الحراري؟

يحتوي الجل الحراري على اختلاف مكون واحد ومكونين، والفرق الأكبر بين الاثنين هو أن الجل الحراري المكون من مكون واحد يشبه شحم السيليكون الحراري، والجل الحراري المكون من مكونين يشبه صفائح السيليكون الحرارية، في الظروف العادية، يكون الجل الحراري المفرد لن يعالج الجل الحراري المكون، وقد تم الحفاظ على الحالة الرطبة، وإنتاجية عالية من الزيت.(ملاحظة: في الوقت الحاضر، هناك أيضًا استخدامات خاصة، ويمكن أيضًا معالجة المكونات الفردية).سوف يعالج الجل الحراري المكون من مكونين ويصلب إلى مادة مطاطية تتمتع بتماسك معين وإنتاجية منخفضة من الزيت.يختار الاثنان تطبيقهما المناسب وفقًا لخصائصهما الخاصة.

طريقة استخدام الجل الحراري:

عند استخدام لاصق نقل الحرارة اليدوي، من الضروري فك غطاء الفم، وتوصيل رأس الخلط الملولب، ثم لصق الخرطوم بحربة مسدس الغراء AB، وتطبيق الغراء بقوة.يتم بثق غراء AB من مسدس الغراء إلى رأس الخلط، ويكتمل الخلط الموحد تحت توجيه الخيط، وأخيرًا يتم خلط غراء نقل الحرارة بالتساوي إلى موضع التسخين وفقًا لتصميم هيكل تبديد الحرارة.يمكن تشغيل الجل الحراري من النوع الموزع مباشرة حسب تعليمات ماكينة التوزيع.

الموصلية الحرارية المختلفة، الشركات المصنعة المختلفة لوقت معالجة الجل الحراري ليست هي نفسها، ودرجة حرارة المعالجة لها تأثير على وقت المعالجة، يمكن تشغيل فقط مرجع صارم للتعليمات المقابلة.بشكل عام، عندما يتلامس الغراء A وB من رأس الخلط، فإن المادة الغروية ستواجه أولاً زيادة اللزوجة، ويجف السطح تدريجياً، والتصلب الداخلي، وتستمر الصلابة في زيادة العملية، عندما لا تتغير الصلابة النهائية، مما يشير إلى ذلك تم معالجة الجل الحراري بالكامل وتحويله إلى مادة مطاطية.

تطبيق الجل الحراري:

يستخدم الجل الحراري على نطاق واسع في شرائح LED، ومعدات الاتصالات، ووحدة المعالجة المركزية للهاتف المحمول، ووحدة الذاكرة، وIGBT ووحدات الطاقة الأخرى، ومجال أشباه موصلات الطاقة.

1. تشمل التطبيقات النموذجية نقل الحرارة بين مكونات وحدة القيادة والإسكان في إلكترونيات السيارات، مثل وحدة التحكم في المحرك، والصابورة، والتحكم في مضخة الوقود ووحدات التوجيه المعزز، والتي تلعب بشكل أساسي ضمانًا عاليًا لتبديد الحرارة وتحسين الأداء وحياة المنتج.

2. لمبة LED في القوة الدافعة.في تصدير مصابيح LED، من أجل الحصول على شهادة UL، يستخدم المصنعون غراء التأصيص المكون من عنصرين للتأصيص.مع الجودة الحالية لخرز مصباح LED، فإن المصابيح المصدرة إلى الولايات المتحدة تتطلب 50000 ساعة من الضمان لا توجد مشكلة، والعيب هو مصدر الطاقة، ولا يمكن إزالة استخدام غراء التأصيص بعد قوة التأصيص، ولا يمكن إلا إلغاءه و استبدل المصباح بأكمله.

إذا تم استخدام الجل الحراري لملء مصدر الطاقة محليًا، فيمكن تصدير الحرارة بشكل فعال، ويمكن استبدال مصدر الطاقة بسهولة إذا كانت هناك مشكلة في مصدر الطاقة، مما يوفر التكاليف على المؤسسة.ومع ذلك، إذا كان ذلك مطلوبًا للمصابيح المقاومة للماء، فلا يزال من الضروري استخدام غراء التأصيص بدلاً من الجل.نظرًا لأن الجل الحراري ليس شديد الالتصاق بعد المعالجة، فلا يمكن أن يكون مقاومًا للماء والرطوبة.

3. أنبوب ضوء النهار LED.بالنسبة لتصميم مصدر الطاقة في كلا الطرفين، من أجل عدم شغل كمية كبيرة من حجم المصباح، فإن تصميم مساحة مصدري الطاقة صغير نسبيًا، وقوة مصباح الفلورسنت LED بطول 1.2 متر عادةً ما يتم تصميمه من 18 واط إلى 20 واط، بحيث يكون التدفق الحراري لمصدر طاقة القيادة كبيرًا.يمكن ملء الجل الحراري في فجوة مصدر الطاقة، خاصة المتصلة بجهاز الطاقة، للمساعدة في تبديد الحرارة وإطالة عمر المصباح.بالنسبة لبعض مصادر طاقة الوحدة المختومة، يمكن تعبئة الجل الحراري محليًا لتحقيق تأثير تبديد الحرارة الحرارية.

4. تبديد الحرارة للرقاقة.المعالجات المماثلة والمشتتات الحرارية الموجودة في منتصف طبقة شحم السيليكون هي نفس المبدأ، ويتمثل دورها في السماح بنقل الحرارة المنبعثة من المعالج بسرعة أكبر إلى المشتت الحراري، الذي ينبعث في الهواء.

5. تبديد حرارة معالج الهاتف المحمول.يتم استخدام الجل الحراري في معالج هاتف هواوي المحمول ويتم تطبيقه بين الشريحة والدرع لتقليل المقاومة الحرارية للتلامس بين الشريحة والدرع وتحقيق تبديد حرارة فعال لمجموعة الشرائح.نظرًا لأن الجل الحراري يتمتع أيضًا بقابلية تبلل ممتازة، فإنه يمكنه ضمان انخفاض Rc (مقاومة الاتصال) لتحقيق الإدارة الحرارية، حتى في مكونات الهاتف الذكي الأكثر سخونة مثل الدوائر المتكاملة (IC) ووحدات المعالجة المركزية (CPU)، فليس من السهل تشكل نقاطًا ساخنة، وتأثير تبديد الحرارة أفضل من ذلك المطلي فقط بالجرافيت الحراري.ومن الجدير بالذكر أنه يمكن تجريد الجل الحراري بسهولة دون بقايا لإعادة العمل، وهي ميزة كبيرة للأجهزة الاستهلاكية ومحبوبة من قبل الشركات المصنعة للأجهزة الذكية.