من وحدة المعالجة المركزية إلى IGBT: دليل اختيار معجون التوصيل الحراري وتحسين إدارة الحرارة
مع الزيادة المستمرة في كثافة الطاقة للأجهزة الإلكترونية، أصبحت الإدارة الحرارية الفعالة عاملاً رئيسياً في ضمان موثوقية وأداء النظام. من وحدة المعالجة المركزية (CPU) لأجهزة الكمبيوتر الشخصية إلى IGBTs في مجال إلكترونيات الطاقة، إذا لم يتم تبديد الحرارة المتولدة عن المكونات الإلكترونية أثناء التشغيل على الفور، فسوف ترتفع درجة الحرارة بشكل حاد، مما سيؤثر على أداء المعدات، ويقصر عمرها التشغيلي، وحتى يتسبب في حدوث أعطال.
سيليكون التوصيل الحراري هو نوع شائع من مواد الواجهة الحرارية، والذي يستخدم على نطاق واسع في أنظمة تبريد الأجهزة الإلكترونية المختلفة نظرًا لموصلته الحرارية الممتازة، وتطبيقه المريح، ومزايا التكلفة. ومع ذلك، استجابة للمتطلبات المتنوعة لسيناريوهات التطبيق المختلفة، فإن كيفية اختيار واستخدام سيليكون التوصيل الحراري علميًا لتحقيق نتائج جيدة في إدارة الحرارة لا تزال تمثل تحديًا عمليًا للمهندسين.
سيليكون التوصيل الحراري هو مادة مركبة تشبه المعجون تتكون من مصفوفة سيليكون عضوية وحشو موصل. مبدأ عمله هو ملء الفجوات المجهرية بين المشتت الحراري وعنصر التسخين، وإزالة الهواء بين الواجهات، وإنشاء قناة توصيل حراري فعالة. تشمل مؤشرات الأداء الرئيسية لسيليكون التوصيل الحراري الموصلية الحرارية (عادة ما تتراوح من 1.2 إلى 25 واط/متر·ك)، والمقاومة الحرارية (تتأثر بشكل كبير بالسمك ومساحة التلامس)، ونطاق درجة حرارة التشغيل (-40 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية)، وقوة العزل الكهربائي (مهمة لتطبيقات العزل)، والخصائص الانسيابية مثل اللزوجة والانسيابية. بالإضافة إلى ذلك، فإن استقرار الأداء على المدى الطويل، بما في ذلك مقاومة الشيخوخة والجفاف والقدرة على الضخ، هو أيضًا عامل يجب مراعاته في التطبيقات العملية.
سيليكون التوصيل الحراري هو مادة رئيسية للإدارة الحرارية في الأجهزة الإلكترونية. إن الاختيار والتطبيق الصحيحين لهذه المادة لهما تأثير كبير على أداء وموثوقية الأجهزة. في المستقبل، مع استمرار زيادة كثافة الطاقة للأجهزة الإلكترونية وتنوع سيناريوهات التطبيق، ستتطور تقنية سيليكون التوصيل الحراري نحو موصلية حرارية أعلى، واستقرار أفضل، وذكاء أكبر.
