هیت سینک چیست ؟ و کاربرد آن

Heat Sink یا گرماگیر چیست ؟

در اصل این وسیله نوعی مبدل حرارتی است که حرارت تولیدی در المان های الکترونیکی یا مکانیکی را کنترل می کند.

هیت سینک ، با جذب حرارت و پراکنده کردن آن در سیال اطراف خود ( معمولأ هوا ) از بالا رفتن دمای قطعه مورد نظر و آسیب زدن به آن جلوگیری می کند. استفاده از هیت سینک به خصوص زمانی اهمیت پیدا می کند که قطعات حساس به افزایش دما ، در مدار یا دستگاه به کار برده شده باشند.

استفاده از گرمابر در قطعاتی مانند انواع IC ها ، ترانزیستور ، LED ، لیزر های توان بالا و… که در اثر عبور جریان الکتریکی از خود حرارت تولید می کنند ، بسیار متداول است. به کار بردن هیت سینک مانع افزایش دمای غیر مجاز این قطعات می شود. به این ترتیب طول عمر قطعات ، به دلیل کار کرد در بازه دمای مجاز ذکر شده در دیتا شیت ، افزایش می یابد. همچنین عملکرد قطعات و به طور کلی مدار ها بهبود پیدا می کند.

هیت سینک یا خنک کننده در تجهیزات الکترونیکی ، به طور معمول روی پردازنده (Processor) ، آی سی درایور موتور (Motor Driver) ، ترانزیستور یا رگولاتور مدار تغذیه (Power Supply) نصب می شود.

انواع هیت سینک 

بر اساس نوع عملکرد ، هیت سینک به دو دسته کلی تقسیم می شود.

• هیت سینک فعال (Active Heat Sink)

• هیت سینک غیر فعال (Passive Heat Sink)

هیت سینک فعال (Active Heat Sink) :

در خنک کننده فعال معمولأ از فن یا دمنده به عنوان المان انتقال حرارت استفاده می شود. این نوع از هیت سینک ، راندمان بسیار بالای دارد. البته به دلیل قیمت بالاتر نسبت به نوع پسیو ، کمتر استفاده می شود.

هیت سینک غیر فعال (Passive Heat Sink) :

عمل کنترل دما توسط هیت سینک غیرفعال ، با فرآیند Convection ( همرفت ) که یکی از مفاهیم علم انتقال حرارت است ، انجام می شود. به این صورت که هیت سینک پسیو ، حرارت را از قطعه مورد نظر جذب می کند و با ماکزیموم کردن سطح تماس با سیال اطراف از طریق فین ها ( پره ها ) ، حرارت را در آن سیال پخش می کند. عدم وجود قطعات متحرک ، میزان قابل اعتماد بودن این نوع از هیت سینک ها را افزایش داده است.

البته توجه به این نکنه ضروریست که جهت انتقال حرارت در هیت سینک که جهت انتقال حرارت در هیت سینک های غیرفعال نیاز است که همواره جریان هوای پیوسته از روی فین ها در حال عبور باشد.

ساختار هیت سینک 

برای کاهش حرارت اعمالی به یک قطعه می توان در مسیر آن ، از گذاشتن مقاومت های مختلف استفاده کرد.هیت سینک با استفاده از این روش و خاصیت مقاومت ویژه در مواد ، جایگزین مطمئنی برای مقاومت ها است و به خوبی حرارت وارد شده بر محصول را کنترل می کند.

این قطعه باید از ماده ای که رسانش حرارتی خوبی داشته باشد ، ساخته شود و فلزات بهترین گزینه برای این کار می باشند. در بین فلزات ، طلا بهترین گزینه است ، اما ه دلیل قیمت بالای آن جز در موارد خیلی خاص ، از این فلز استفاده نمی شود. پس از طلا ، مس گزینه مناسبی برای این کار است ، اما چگالی بالای آن و انعطاف پایین آن در شکل پذیری ، مانع از استفاده از این فلز در ساخت هیت سینک می شود. آلمینیوم فلزی سبک و ارزان است که شکل پذیری خوبی دارد و به طور گسترده ای در ساخت هیت سینک به کار برده می شود.

قبل از ساخت هیت سینک های مدرن امروزی ، تولیدکنندگان در صنایع الکترونیک با نصب ورق و شمش آلمینیوم در کنار برد ، دستگاه را خنک می کردند. با گذشت زمان با استفاده از ایجاد کانال های هوایی و آبی در هیت سینک ها ، روش های جدیدی برای خنک کردن برد ها ایجاد شد. فاصله پره ها و قطر و شکل ظاهری و سایر ویژگی ها مواردی هستند که در نوع طراحی و انتخاب مطرح می شوند. معمولأ جهت تبادل بهتر حرارت ، بین قطعات و هیت سینک از خمیر سیلیکون استفاده می شود.

خمیر سیلیکون

خمیر سیلیکون یکی از اجزای جدا نشدنی لپ تاپ ها و کامپیوتر ها است زیرا باعث انتقال بهتر گرما از چیپ به هیت سینک ها یا سیستم خنک کننده ها می شود.

نحوه کار خمیر سیلیکون به این صورت است که خمیر سیلیکون شکاف های بسیار ریز که بین چیپ و هیت سینک قرار دارد را پر می کند و همچنین خمیر سیلیکون بهتر از هوا گرما را منتقل می کند. البته این خمیر باید بعد از مدتی تعویض شود ، زیرا به خاطر گرمای بالایی که چیپ ها دارند ، خمیر کارایی خود را از دست می دهد و دیگر نمی تواند مانند قبل حارت را به هیت سینک منتقل کند و سفت تر می شود. در نتیجه کارایی آن نسبت به قبل کمتر می شود و اگر در زمان مناسب عوض نشود باعث سوختن و خرابی چیپ می شود.

فرسودگی و سفت شدن خمیر سیلیکون به عوامل زیر بستگی دارد :

• قدرت چیپ و حرارت تولیدی

• عملکرد مناسب فن

• خروج مناسب هوای گرم از داخل سیستم

• فیکس شدن قطعات سیستم خنک کننده

• استفاده از جنس با کیفیت خمیر سیلیکون

شرکت مهندسی رساتلکام ، ارائه دهنده ی خدمات فناوری ارتباطات و اطلاعات ، اعم از راه اندازی تمامی سرویس های کامپیوتری در تبریز می باشد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با متخصصین حرفه ای ما در ارتباط باشید.