تعارف
جدید الیکٹرانک آلات کے لیے موثر تھرمل مینجمنٹ ضروری ہے۔ اجزاء جیسےCPUs،پاور ماڈیولز، صنعتی الیکٹرانکس، اور مواصلاتی آلات آپریشن کے دوران خاصی مقدار میں حرارت پیدا کرتے ہیں۔ اگر اس گرمی کو مناسب طریقے سے ختم نہیں کیا جاتا ہے، تو یہ کارکردگی میں انحطاط، کم وشوسنییتا، اور مصنوعات کی عمر میں کمی کا باعث بن سکتی ہے۔
گرمی ڈوب جاتی ہے۔بڑے پیمانے پر الیکٹرانک اجزاء سے گرمی کو دور کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے. تاہم، سب سے اچھی طرح سے ڈیزائن کیا گیا ہیٹ سنک بھی حرارت کے منبع کے ساتھ مناسب رابطے کے بغیر مؤثر طریقے سے کارکردگی کا مظاہرہ نہیں کر سکتا۔ یہ وہ جگہ ہے۔تھرمل پیسٹکے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔تھرمل چکنائی یا تھرمل مرکب، تنقیدی ہو جاتا ہے۔
تھرمل پیسٹ مائکروسکوپک ہوا کے خلا کو کم کرکے الیکٹرانک اجزاء اور ہیٹ سنک کے درمیان تھرمل انٹرفیس کو بہتر بناتا ہے جو حرارت کی منتقلی کو محدود کرتا ہے۔ اس مضمون میں، ہم وضاحت کریں گے کہ تھرمل پیسٹ کیا ہے، یہ کیسے کام کرتا ہے، اور یہ ہیٹ سنک کی کارکردگی میں اہم کردار کیوں ادا کرتا ہے۔
تھرمل پیسٹ کیا ہے؟
تھرمل پیسٹ کی ایک قسم ہے۔تھرمل انٹرفیس مواد (TIM)دو رابطہ کرنے والی سطحوں کے درمیان حرارت کی منتقلی کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، خاص طور پر حرارت-جنریٹ کرنے والے جزو اور ہیٹ سنک کے درمیان۔
اگرچہ دھات کی سطحیں جیسے CPUs اور ہیٹ سنک بیسز ہموار دکھائی دے سکتے ہیں، لیکن ان میں دراصل خوردبین سطح کی خامیاں ہوتی ہیں۔ جب دو سطحوں کو ایک ساتھ دبایا جاتا ہے، تو ہوا کی چھوٹی جیبیں ان کے درمیان پھنسی رہتی ہیں۔
ہوا گرمی کا ناقص موصل ہے، جس کی تھرمل چالکتا تقریباً ہے۔0.024 W/m·K. تھرمل پیسٹ ان خوردبینی خلا کو پُر کرتا ہے اور ہوا کو ایسے مواد سے بدل دیتا ہے جو گرمی کو زیادہ موثر طریقے سے چلاتا ہے۔
زیادہ تر تھرمل پیسٹ میں تھرمل چالکتا کی قدریں ہوتی ہیں۔1 W/m·K سے 10 W/m·K سے زیادہ، فارمولیشن اور استعمال شدہ مواد پر منحصر ہے۔
تھرمل پیسٹ کو بھی کہا جا سکتا ہے:
تھرمل چکنائی
تھرمل کمپاؤنڈ
ہیٹ سنک کمپاؤنڈ
تھرمل انٹرفیس مواد (TIM)
تھرمل پیسٹ کے کام کرنے کا اصول
تھرمل پیسٹ کا بنیادی کام کرنا ہے۔دو رابطہ سطحوں کے درمیان تھرمل مزاحمت کو کم کریں۔.
ایک عام الیکٹرانک کولنگ سسٹم میں، حرارت درج ذیل راستے سے گزرتی ہے:
چپ → تھرمل پیسٹ → ہیٹ سنک → ایئر
تھرمل پیسٹ کے بغیر، حرارت کی منتقلی کا راستہ اکثر مائکروسکوپک ہوا کے خلاء پر مشتمل ہوتا ہے:
چپ → ایئر گیپ → ہیٹ سنک
چونکہ ہوا میں تھرمل چالکتا انتہائی کم ہے، یہ خلا تھرمل مزاحمت پیدا کرتے ہیں اور حرارت کی منتقلی کی کارکردگی کو نمایاں طور پر کم کرتے ہیں۔
ان خالی جگہوں کو پُر کرنے سے، تھرمل پیسٹ ایک زیادہ مسلسل تھرمل راستہ بناتا ہے جو گرمی کو الیکٹرانک جزو سے ہیٹ سنک تک زیادہ مؤثر طریقے سے بہنے دیتا ہے۔
ہیٹ سنک کے لیے تھرمل پیسٹ کیوں ضروری ہے۔
حرارت کے سنک کو ترسیل اور کنویکشن کے ذریعے گرمی کو ختم کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ تاہم، ان کی تاثیر کا انحصار گرمی کے منبع اور ہیٹ سنک بیس کے درمیان رابطے کے معیار پر ہے۔
یہاں تک کہ عین مطابق مشینی دھات کی سطحیں بھی بالکل فلیٹ نہیں ہیں۔ جب یہ سطحیں ایک ساتھ جمع ہوتی ہیں، تو ان کے درمیان خوردبین خالی جگہیں رہتی ہیں۔
تھرمل پیسٹ ان خالی جگہوں کو بھرتا ہے اور دو سطحوں کے درمیان تھرمل انٹرفیس کو بہتر بناتا ہے۔ اس کے نتیجے میں کئی فوائد ہیں:
* کم تھرمل مزاحمت
* گرمی کی منتقلی کی کارکردگی میں بہتری
* کم آپریٹنگ درجہ حرارت
* زیادہ مستحکم تھرمل کارکردگی
ہائی-پاور والے الیکٹرانک آلات کے لیے، جزو اور ہیٹ سنک کے درمیان تھرمل پیسٹ کا استعمال اکثر قابل اعتماد ٹھنڈک کی کارکردگی کو حاصل کرنے کے لیے ضروری ہوتا ہے۔
ہیٹ سنک کے ساتھ تھرمل پیسٹ کی حقیقی ایپلی کیشنز
تھرمل پیسٹ الیکٹرانک کولنگ سسٹم میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے جہاں اجزاء اور ہیٹ سنک کے درمیان موثر حرارت کی منتقلی کی ضرورت ہوتی ہے۔ مندرجہ ذیل مثالیں واضح کرتی ہیں کہ تھرمل پیسٹ کو حقیقی ہیٹ سنک کے ڈیزائن میں کس طرح استعمال کیا جاتا ہے۔
سی پی یو کولنگ ایپلی کیشن
اعلی-کارکردگی والے کمپیوٹنگ سسٹم میں، پروسیسر کی مستحکم کارکردگی کو برقرار رکھنے کے لیے موثر کولنگ ضروری ہے۔
ایک عام تھرمل حل استعمال کرتا ہے۔ایلومینیمزپ پنکھایک کے ساتھ مل کربخارات کا چیمبربنیاد. وانپ چیمبر گرمی کو تیزی سے پورے اڈے میں پھیلاتا ہے، جبکہ زپ کے پنکھ ہوا کی ٹھنڈک کو بڑھانے کے لیے سطح کا ایک بڑا حصہ فراہم کرتے ہیں۔
اس ڈیزائن میں،تھرمل پیسٹ بخارات کے چیمبر کی چپٹی سطح پر لگایا جاتا ہے۔سی پی یو اور ہیٹ سنک کے درمیان مناسب تھرمل رابطے کو یقینی بنانے کے لیے۔ دو سطحوں کے درمیان مائکروسکوپک ہوا کے خلا کو پُر کرنے سے، تھرمل پیسٹ گرمی کی منتقلی کی کارکردگی کو نمایاں طور پر بہتر بناتا ہے۔
(CPU کولنگ ہیٹ سنک کی مثال جہاں تھرمل رابطے کو بہتر بنانے کے لیے پروسیسر اور وانپ چیمبر بیس کے درمیان تھرمل پیسٹ لگایا جاتا ہے)
زپر فن ہیٹ سنک کے ساتھ کولنگ کا سامان
تھرمل پیسٹ عام طور پر الیکٹرانک آلات اور صنعتی آلات کے کولنگ سسٹم میں بھی استعمال ہوتا ہے۔
اس مثال میں، گرمی سنک پر مشتمل ہےایلومینیم زپ کے پنکھوں کو ایلومینیم بیس پلیٹ پر سولڈر کیا جاتا ہے۔. یہ ڈھانچہ زپ کے پنکھوں سے بڑھی ہوئی سطح کے رقبے کے ساتھ بیس پلیٹ کے ذریعے پھیلنے والی گرمی کو ملا کر موثر گرمی کی کھپت فراہم کرتا ہے۔
حرارت پیدا کرنے والے جزو اور ہیٹ سنک کے درمیان تھرمل انٹرفیس کو بہتر بنانے کے لیے،تھرمل پیسٹ براہ راست ایلومینیم بیس پلیٹ کی سطح پر لگایا جاتا ہے۔. یہ تھرمل مزاحمت کو کم کرنے میں مدد کرتا ہے اور آلہ سے ہیٹ سنک تک حرارت کی منتقلی کو بہتر بناتا ہے۔
نقل و حمل اور تنصیب کے دوران تھرمل انٹرفیس کی حفاظت کے لیے، aحفاظتی احاطہ لگائے گئے تھرمل پیسٹ پر رکھا جا سکتا ہے۔. یہ کور تھرمل پیسٹ کو اسمبلی سے پہلے غلطی سے چھونے، آلودہ یا بے گھر ہونے سے روکتا ہے۔
(الیکٹرانک آلات کو ٹھنڈا کرنے میں تھرمل رابطے کو بہتر بنانے کے لیے بیس پلیٹ پر تھرمل پیسٹ کے ساتھ ایلومینیم زپ فن ہیٹ سنک)
تھرمل پیسٹ بمقابلہ تھرمل پیڈ
تھرمل پیسٹ الیکٹرانکس میں استعمال ہونے والا واحد تھرمل انٹرفیس مواد نہیں ہے۔ ایک اور عام حل ہےتھرمل پیڈ.
| تھرمل پیسٹ | تھرمل پیڈ |
|---|---|
| اعلی تھرمل چالکتا | انسٹال کرنا آسان ہے۔ |
| دستی درخواست کی ضرورت ہے۔ | پہلے سے-کاٹ کر صاف کریں۔ |
| CPUs اور GPUs کے لیے بہترین | اکثر بڑے پیمانے پر پیداوار میں استعمال کیا جاتا ہے |
| مائکروسکوپک ہوا کے خلاء کو مؤثر طریقے سے بھرتا ہے۔ | ناہموار سطحوں کے لیے موزوں ہے۔ |
تھرمل پیسٹ کو عام طور پر ایپلی کیشنز میں ترجیح دی جاتی ہے جہاںزیادہ سے زیادہ تھرمل کارکردگیکی ضرورت ہے.
ہیٹ سنک پر تھرمل پیسٹ کیسے لگائیں۔
ٹھنڈک کی بہترین کارکردگی کو حاصل کرنے کے لیے تھرمل پیسٹ کو صحیح طریقے سے لگانا ضروری ہے۔
ہیٹ سنک کو انسٹال کرنے سے پہلے ہیٹ سورس کے بیچ میں تھوڑی مقدار میں تھرمل پیسٹ لگانا چاہیے۔ جب ہیٹ سنک لگایا جاتا ہے تو، دباؤ پیسٹ کو رابطے کی سطح پر پھیلا دیتا ہے۔
عام درخواست کے طریقوں میں شامل ہیں:
* ڈاٹ طریقہ
* لائن کا طریقہ
* کراس طریقہ
مقصد تخلیق کرنا ہے۔پتلی، یہاں تک کہ پرتجو سطحوں کے درمیان موٹی رکاوٹ بنائے بغیر خوردبینی خلا کو پُر کرتا ہے۔
آپ کو کتنا تھرمل پیسٹ استعمال کرنا چاہئے۔
تھرمل پیسٹ کی صحیح مقدار کا استعمال ضروری ہے۔
بہت زیادہ پیسٹ استعمال کرنے سے تھرمل پرت کی موٹائی بڑھ سکتی ہے، جس سے حرارت کی منتقلی کی کارکردگی کم ہو سکتی ہے۔ بہت کم پیسٹ استعمال کرنے سے سطحوں کے درمیان ہوا کا فاصلہ رہ سکتا ہے۔
زیادہ تر ایپلی کیشنز میں،ایک چھوٹا مٹر- سائز کی رقمعام پروسیسر کے سائز کی سطحوں کے لیے کافی ہے-۔
گرمی کے منبع اور ہیٹ سنک بیس کے سائز کے لحاظ سے صحیح مقدار مختلف ہو سکتی ہے۔
کیا ہیٹ سنکس تھرمل پیسٹ کے بغیر کام کریں۔
ہیٹ سنک تکنیکی طور پر تھرمل پیسٹ کے بغیر کام کر سکتا ہے، لیکن کولنگ کی کارکردگی عام طور پر کم ہو جائے گی۔
تھرمل پیسٹ کے بغیر، حرارت کے منبع اور حرارت کے سنک کے درمیان مائکروسکوپک ہوا کا فرق باقی رہتا ہے۔ یہ خلا تھرمل مزاحمت کو بڑھاتے ہیں اور حرارت کی منتقلی کی کارکردگی کو کم کرتے ہیں۔
زیادہ تر جدید الیکٹرانک آلات کے لیے، خاص طور پر اعلی-پاور سسٹم کے لیے، بہترین ٹھنڈک کی کارکردگی حاصل کرنے کے لیے تھرمل پیسٹ کے استعمال کی سختی سے سفارش کی جاتی ہے۔
نتیجہ
جدید الیکٹرانک کولنگ سسٹم میں تھرمل پیسٹ ایک اہم کردار ادا کرتا ہے۔ اجزاء اور حرارت کے سنک کے درمیان مائکروسکوپک ہوا کے خلا کو پُر کرنے سے، یہ تھرمل مزاحمت کو کم کرتا ہے اور حرارت کی منتقلی کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔
چاہے CPU کولنگ سسٹمز یا صنعتی الیکٹرانک آلات میں استعمال کیا جائے، تھرمل پیسٹ اس بات کو یقینی بنانے میں مدد کرتا ہے کہ ہیٹ سنک مؤثر طریقے سے کام کریں اور آپریٹنگ درجہ حرارت کو مستحکم رکھیں۔
