خمیر سیلیکون چیست؟

خمیر سیلیکون چیست؟

خمیر سیلیکون (Thermal grease)، که به نام گریس حرارتی یا خمیر حرارتی نیز شناخته می‌شود، ماده‌ای خمیری شکل و رسانای گرما است که نقشی حیاتی در خنک نگه داشتن قطعات الکترونیکی ایفا می‌کند. این ماده بین قطعه مورد نظر و هیت‌ سینک (سینک حرارتی) که وظیفه‌ی دفع گرما را بر عهده دارد، قرار می‌گیرد و به پر کردن فواصل میکروسکوپی بین این دو سطح کمک می‌کند.

مواد سازنده خمیر سیلیکون

مواد تشکیل دهنده خمیر سیلیکون می تواند بسته به برند و نوع خاص خمیر متفاوت باشد، اما به طور کلی شامل موارد زیر است:

• سیلیکون: ماده اصلی خمیر سیلیکون است و به رساندن گرما از قطعه مورد نظر  به هیت سینک کمک می کند.
• اکسید روی: این ماده به پر کردن شکاف های میکروسکوپی بین قطعه و هیت سینک کمک می کند و به بهبود انتقال گرما کمک می کند.
• روغن سیلیکون: این ماده به روان شدن خمیر حرارتی و سهولت استفاده از آن کمک می کند.
• مواد افزودنی: برخی از خمیرهای سیلیکون ممکن است حاوی مواد افزودنی مانند ذرات فلز (مانند نقره یا آلومینیوم) باشند که می تواند هدایت حرارتی را افزایش دهد.

کاربرد خمیر سیلیکون

عملکرد اصلی خمیر سیلیکون، انتقال گرما از قطعه به هیت‌ سینک است. با پر کردن فواصل بین این دو سطح، خمیر حرارتی مسیری برای عبور گرما ایجاد می‌کند و از گرم شدن بیش از حد قطعه جلوگیری می‌کند. گرم شدن بیش از حد قطعات الکترونیکی می‌تواند منجر به افت سرعت و عملکرد آنها، افزایش مصرف برق و حتی آسیب دائمی به آنها شود.

 تصور کنید که از خمیر سیلیکون در قطعه‌ای مانند CPU استفاده نشده باشد. چه اتفاقی خواهد افتاد؟

هوای موجود در این فواصل میکروسکوپی، مانند یک عایق حرارتی عمل می‌کند و مانع از انتقال efficient گرما از CPU به هیت‌سینک می‌شود. این امر، گرمای CPU را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد و پیامدهای منفی متعددی به دنبال خواهد داشت:

• افت کارایی: گرم شدن بیش از حد CPU، سرعت پردازش آن را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. این امر در هنگام انجام کارهای سنگین مانند ویرایش ویدئو، بازی‌های کامپیوتری یا برنامه‌نویسی، به وضوح قابل مشاهده خواهد بود.
• کاهش عمر CPU: گرمای زیاد، به مرور زمان به چیپ‌های ظریف CPU آسیب می‌رساند و عمر مفید آن را به طور چشمگیری کوتاه می‌کند.
• خطر خاموش شدن ناگهانی: در موارد شدید، گرمای شدید CPU می‌تواند منجر به خاموش شدن ناگهانی سیستم و از دست رفتن اطلاعات در حال انجام کار شود.
• خطر آسیب دائمی: اگر گرمای CPU به طور مداوم و برای مدت طولانی کنترل نشود، می‌تواند به طور دائمی به چیپ‌های آن آسیب برساند و CPU را غیرقابل استفاده کند.

علاوه بر CPU، عدم استفاده از خمیر حرارتی در سایر قطعات الکترونیکی مانند کارت گرافیک، چیپست‌های LED و ماینرهای ارز دیجیتال نیز می‌تواند پیامدهای مشابهی به دنبال داشته باشد.یا فرض کنید شما یک ماینر ارز دیجیتال دارید که از چندین کارت گرافیک قدرتمند برای استخراج ارز استفاده می‌کند. کارت‌های گرافیک در هنگام استخراج ارز، گرمای زیادی تولید می‌کنند. اگر از خمیر سیلیکون باکیفیت و به درستی بین کارت گرافیک و هیت‌ سینک آن استفاده نشود، گرمای تولیدی به طور کامل به هیت‌سینک منتقل نخواهد شد و این امر می‌تواند پیامدهای منفی  داشته باشد.

انواع خمیر سیلیکون

خمیرهای حرارتی بر پایه فلز

خمیرهای حرارتی بر پایه فلز، نوعی خمیر حرارتی هستند که از فلزات رسانا مانند نقره، آلومینیوم یا ترکیبی از آنها به عنوان ماده اصلی تشکیل دهنده خود استفاده می‌کنند. این نوع خمیرها، به دلیل رسانایی حرارتی بسیار بالا، بهترین عملکرد خنک‌کنندگی را ارائه می‌دهند.

خمیرهای حرارتی بر پایه سرامیک

خمیرهای حرارتی بر پایه سرامیک، یکی از گزینه‌های محبوب برای خنک کردن قطعات الکترونیکی هستند.