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 لـ 1: 1 (نسبة الكتلة) الممزوجة والمعالجة في المطاط الصناعي عالي الأداء، مع شكل الهيكل، مع أفضل قابلية تطبيق هيكلية 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 الممتازة. 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. لديها أداء كهربائي ممتاز، مقاومة الشيخوخة، أداء متناوب بارد وحراري (يمكن أن تعمل لفترة طويلة عند -40 ~ 200 درجة مئوية)، أداء العزل الكهربائي، مقاومة الصدمات، امتصاص الاهتزاز والاستقرار، مما يزيد من عامل الأمان للمنتجات الإلكترونية أثناء الاستخدام؛

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 فرق مكون واحد، والفرق الأكبر بين الاثنين هو أن الجل الحراري المكون الواحد يشبه شحم السيليكون الحراري، والجل الحراري المكون من مكونين يشبه صفائح السيليكون الحرارية، في ظل الظروف العادية، لن يتم علاج الجل الحراري المكون الواحد، 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 الإشارة الصارمة فقط إلى التعليمات 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 أن الجل الحراري قد تم معالجته بالكامل إلى المطاط الصناعي.

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 أداء وعمر 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 وضع الطاقة في التأصيص، ولا يمكن إلا إلغاء المصباح بالكامل واستبداله.

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، حتى لا يشغل كمية كبيرة من حجم المصباح، فإن تصميم مساحة مصدري الطاقة صغير نسبيًا، وعادةً ما يتم تصميم طاقة مصباح الفلورسنت LED بطول 1.2 متر إلى 18 وات إلى 20 وات، 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 حرارة الشريحة. 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 رطوبة ممتازة، فيمكنه ضمان انخفاض Rc (مقاومة الاتصال) لتحقيق الإدارة الحرارية، حتى في مكونات الهاتف الذكي الأكثر سخونة مثل الدوائر المتكاملة (IC) ووحدات المعالجة المركزية (CPU)، ليس من السهل تشكيل نقاط 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.