થર્મલી વાહક પેસ્ટ, એડહેસિવ, સંયોજનો અને ઇન્સ્યુલેટીંગ થર્મલ ઇન્ટરફેસ - હેતુ અને એપ્લિકેશન

આ ગરમીને પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે રચાયેલ ઉપકરણને અસરકારક રીતે ઠંડુ કરવાની જરૂર હોય તેવી સપાટી પરથી હીટ ટ્રાન્સફરની ગુણવત્તા સુધારવા માટે, કહેવાતા થર્મલ ઇન્ટરફેસનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

થર્મલ ઇન્ટરફેસ એ એક સ્તર છે, સામાન્ય રીતે બહુ-ઘટક થર્મલી વાહક સંયોજનનું, સામાન્ય રીતે પેસ્ટ અથવા સંયોજન.

આજે સૌથી વધુ લોકપ્રિય થર્મલ ઇન્ટરફેસ તે છે જેનો ઉપયોગ કમ્પ્યુટર્સમાં માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો માટે થાય છે: પ્રોસેસર્સ માટે, વિડિયો કાર્ડ ચિપ્સ વગેરે માટે. અન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં થર્મલ ઇન્ટરફેસનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, જ્યાં પાવર સર્કિટ પણ ઉચ્ચ ગરમીનો અનુભવ કરે છે અને તેથી તેને કાર્યક્ષમ અને ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી ઠંડકની જરૂર હોય છે... થર્મલ ઇન્ટરફેસ તમામ પ્રકારની હીટ સપ્લાય સિસ્ટમ્સમાં પણ લાગુ પડે છે.

એક રીતે અથવા બીજી રીતે, વિવિધ થર્મલી વાહક સંયોજનોનો ઉપયોગ પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, રેડિયો ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, કમ્પ્યુટિંગ અને માપન સાધનોના ઉત્પાદનમાં, તાપમાન સેન્સર વગેરે સાથેના ઉપકરણોમાં થાય છે, એટલે કે, જ્યાં સામાન્ય રીતે ઓપરેટિંગ વર્તમાન દ્વારા ગરમ ઘટકો હોય છે અથવા અન્ય કોઈ રીતે. મહાન ગરમીના વિસર્જન સાથે. આજે નીચેના સ્વરૂપોના થર્મલ ઇન્ટરફેસ છે: પેસ્ટ, ગુંદર, સંયોજન, મેટલ, ગાસ્કેટ.

હીટ ટ્રાન્સફર પેસ્ટ

થર્મલ પેસ્ટ અથવા ફક્ત થર્મલ પેસ્ટ એ આધુનિક થર્મલ ઇન્ટરફેસનું ખૂબ જ સામાન્ય સ્વરૂપ છે. તે સારી થર્મલ વાહકતા સાથે બહુ-ઘટક પ્લાસ્ટિક મિશ્રણ છે. થર્મલ પેસ્ટનો ઉપયોગ બે સંપર્ક સપાટીઓ વચ્ચે થર્મલ પ્રતિકાર ઘટાડવા માટે થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે ચિપ અને હીટસિંક વચ્ચે.

થર્મલ વાહકતા પેસ્ટ માટે આભાર, રેડિયેટર અને ઠંડી સપાટી વચ્ચે તેની ઓછી થર્મલ વાહકતા ધરાવતી હવાને નોંધપાત્ર રીતે ઊંચી થર્મલ વાહકતા સાથે પેસ્ટ દ્વારા બદલવામાં આવે છે.

સૌથી સામાન્ય રશિયન બનાવટની પેસ્ટ KPT-8 અને AlSil-3 છે. ઝાલમેન, કુલર માસ્ટર અને સ્ટીલ ફ્રોસ્ટ પેસ્ટ પણ લોકપ્રિય છે.

થર્મલી વાહક પેસ્ટ માટેની મુખ્ય આવશ્યકતાઓ એ છે કે તેની પાસે શક્ય તેટલો નીચો થર્મલ પ્રતિકાર છે, તે સમય જતાં અને કાર્યકારી તાપમાનની સમગ્ર શ્રેણીમાં તેના ગુણધર્મોને સ્થિરપણે જાળવી રાખે છે, તે લાગુ કરવું અને ધોવાનું સરળ છે, અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં તે ઉપયોગી છે કે ત્યાં યોગ્ય છે ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટીંગ ગુણધર્મો.

થર્મલી વાહક પેસ્ટનું ઉત્પાદન શ્રેષ્ઠ થર્મલી વાહક ઘટકો અને પૂરતા પ્રમાણમાં ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા ધરાવતા ફિલરના ઉપયોગ સાથે સંબંધિત છે.

ટંગસ્ટન, તાંબુ, ચાંદી, હીરા, જસત અને એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ, એલ્યુમિનિયમ અને બોરોન નાઈટ્રાઈડ, ગ્રેફાઈટ, ગ્રાફીન વગેરે પર આધારિત માઇક્રોડિસ્પર્સ્ડ અને નેનોડિસ્પર્સ્ડ પાવડર અને મિશ્રણ.

પેસ્ટની રચનામાં બાઈન્ડર ખનિજ અથવા કૃત્રિમ તેલ, વિવિધ મિશ્રણો અને ઓછી અસ્થિરતાના પ્રવાહી હોઈ શકે છે. ત્યાં થર્મલ પેસ્ટ છે જેનું બાઈન્ડર હવામાં પોલિમરાઇઝ્ડ છે.

એવું બને છે કે પેસ્ટની ઘનતા વધારવા માટે, તેની રચનામાં સરળતાથી બાષ્પયુક્ત ઘટકો ઉમેરવામાં આવે છે જેથી જ્યારે પેસ્ટ લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે તે પ્રવાહી હોય અને પછી ઉચ્ચ ઘનતા અને થર્મલ વાહકતા સાથે થર્મલ ઇન્ટરફેસમાં ફેરવાય. આ પ્રકારની થર્મલ વાહકતા રચનાઓમાં સામાન્ય કામગીરીના 5 થી 100 કલાક પછી મહત્તમ થર્મલ વાહકતા સુધી પહોંચવાની લાક્ષણિકતા હોય છે.

ત્યાં મેટલ-આધારિત પેસ્ટ છે જે ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી હોય છે. આવા પેસ્ટમાં શુદ્ધ ગેલિયમ અને ઇન્ડિયમ, તેમજ તેના પર આધારિત એલોયનો સમાવેશ થાય છે.

શ્રેષ્ઠ અને સૌથી મોંઘા પેસ્ટ ચાંદીના બનેલા છે. એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ પર આધારિત પેસ્ટને શ્રેષ્ઠ ગણવામાં આવે છે. ચાંદી અને એલ્યુમિનિયમ અંતિમ ઉત્પાદનનો સૌથી ઓછો થર્મલ પ્રતિકાર આપે છે. સિરામિક-આધારિત પેસ્ટ સસ્તી છે, પરંતુ ઓછી અસરકારક પણ છે.

સામાન્ય ગ્રેફાઇટ પેન્સિલના લીડ પાવડરને સેન્ડપેપર પર ખનિજ લુબ્રિકેટિંગ તેલના થોડા ટીપાં સાથે ભેળવીને સૌથી સરળ થર્મલ પેસ્ટ બનાવી શકાય છે.

જેમ ઉપર નોંધ્યું છે તેમ, થર્મલ પેસ્ટનો સામાન્ય ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં થર્મલ ઇન્ટરફેસ તરીકે થાય છે જ્યાં જરૂરી હોય અને ગરમી ઉત્પન્ન કરતા તત્વ અને ઉષ્મા ફેલાવતા માળખા વચ્ચે લાગુ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે પ્રોસેસર અને કૂલર વચ્ચે.

થર્મલી વાહક પેસ્ટનો ઉપયોગ કરતી વખતે અવલોકન કરવાની મુખ્ય વસ્તુ એ છે કે સ્તરની જાડાઈને ન્યૂનતમ રાખવી. આ હાંસલ કરવા માટે, પેસ્ટના ઉત્પાદકની ભલામણોનું સખતપણે પાલન કરવું જરૂરી છે.

બે ભાગોના થર્મલ કોન્ટેક્ટ એરિયા પર થોડી પેસ્ટ લગાવવામાં આવે છે અને પછી બે સપાટીને એકસાથે દબાવતી વખતે તેને ક્ષીણ થઈ જાય છે. આમ, પેસ્ટ સપાટી પરના નાનામાં નાના ખાડાઓને ભરી દેશે અને ગરમીના વિતરણ અને બહારના સ્થાનાંતરણ માટે એક સમાન વાતાવરણની રચનામાં ફાળો આપશે.

થર્મલ ગ્રીસ વિવિધ એસેમ્બલીઓ અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સના ઘટકોને ઠંડુ કરવા માટે સારી છે, જેમાંથી ગરમીનું પ્રકાશન ચોક્કસ કેસના પ્રકાર અને લાક્ષણિકતાઓના આધારે, ચોક્કસ ઘટક માટે અનુમતિ કરતા વધારે છે. સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયના માઇક્રોસર્કિટ્સ અને ટ્રાન્ઝિસ્ટર, પિક્ચર લેમ્પ ડિવાઇસના રેખીય સ્કેનર્સ, એકોસ્ટિક એમ્પ્લીફાયર્સના પાવર સ્ટેજ વગેરે. થર્મલ પેસ્ટનો ઉપયોગ કરવા માટે તે સામાન્ય સ્થાનો છે.

હીટ ટ્રાન્સફર એડહેસિવ

જ્યારે કોઈ કારણોસર હીટ-સંવાહક પેસ્ટનો ઉપયોગ અશક્ય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ફાસ્ટનર્સ સાથે ઘટકોને એકબીજા પર ચુસ્તપણે દબાવવાની અસમર્થતાને લીધે, તેઓ હીટ-સંવાહક ગુંદરનો ઉપયોગ કરે છે. હીટસિંક સરળ રીતે ટ્રાન્ઝિસ્ટર, પ્રોસેસર, ચિપ વગેરે સાથે ગુંદરવાળું છે.

કનેક્શન અવિભાજ્ય હોવાનું બહાર આવ્યું છે, તેથી તેને સાચા અને ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા ગ્લુઇંગ માટે તકનીકી સાથે અત્યંત ચોક્કસ અભિગમ અને પાલનની જરૂર છે. જો તકનીકીનું ઉલ્લંઘન થાય છે, તો થર્મલ ઇન્ટરફેસની જાડાઈ ખૂબ મોટી થઈ શકે છે અને સંયુક્તની થર્મલ વાહકતા બગડશે.

થર્મલી વાહક પોટિંગ મિશ્રણ

જ્યારે, ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા ઉપરાંત, હર્મેટીસીટી, વિદ્યુત અને યાંત્રિક શક્તિની આવશ્યકતા હોય છે, ત્યારે કૂલ્ડ મોડ્યુલો ફક્ત પોલિમરાઇઝેબલ મિશ્રણથી ભરેલા હોય છે, જે ગરમ ઘટકમાંથી ઉપકરણ હાઉસિંગમાં ગરમી સ્થાનાંતરિત કરવા માટે રચાયેલ છે.

જો ઠંડુ કરેલ મોડ્યુલ ઘણી બધી ગરમીને વિખેરી નાખે છે, તો સંયોજનમાં ગરમી, થર્મલ સાયકલિંગ માટે પણ પર્યાપ્ત પ્રતિકાર હોવો જોઈએ અને મોડ્યુલની અંદરના તાપમાનના ઢાળના પરિણામે થર્મલ તણાવનો સામનો કરવા સક્ષમ હોવા જોઈએ.

ઓછી ગલન ધાતુઓ

ઓછી ગલન કરતી ધાતુ સાથે બે સપાટીને સોલ્ડરિંગના આધારે થર્મલ ઇન્ટરફેસ વધુને વધુ લોકપ્રિયતા મેળવી રહ્યા છે. જો ટેક્નોલોજી યોગ્ય રીતે લાગુ કરવામાં આવે, તો રેકોર્ડ ઓછી થર્મલ વાહકતા પ્રાપ્ત કરવી શક્ય છે, પરંતુ પદ્ધતિ જટિલ છે અને તેમાં ઘણી મર્યાદાઓ છે.

સૌ પ્રથમ, ઇન્સ્ટોલેશન માટે સમાગમની સપાટીને ગુણાત્મક રીતે તૈયાર કરવી જરૂરી છે, તેમની સામગ્રીના આધારે, આ મુશ્કેલ કાર્ય હોઈ શકે છે.

ઉચ્ચ તકનીકી ઉદ્યોગોમાં, કોઈપણ ધાતુને સોલ્ડર કરવું શક્ય છે, તે હકીકત હોવા છતાં કે તેમાંના કેટલાકને ખાસ સપાટીની તૈયારીની જરૂર છે. રોજિંદા જીવનમાં, માત્ર ધાતુઓ કે જે પોતાને સારી રીતે ટીનિંગ માટે ધિરાણ આપે છે તે ગુણાત્મક રીતે બંધાયેલ હશે: તાંબુ, ચાંદી, સોનું, વગેરે.

સિરામિક્સ, એલ્યુમિનિયમ અને પોલિમર પોતાને ટીનિંગ માટે બિલકુલ ઉધાર આપતા નથી, તેમની સાથે પરિસ્થિતિ વધુ જટિલ છે, અહીં ભાગોના ગેલ્વેનિક અલગતા પ્રાપ્ત કરવાનું શક્ય બનશે નહીં.

સોલ્ડરિંગ શરૂ કરતા પહેલા, જોડાવાની ભાવિ સપાટીઓને કોઈપણ ગંદકીથી સાફ કરવી આવશ્યક છે. તે અસરકારક રીતે કરવું મહત્વપૂર્ણ છે, તેને કાટના નિશાનથી સાફ કરવું, કારણ કે નીચા તાપમાને પ્રવાહ સામાન્ય રીતે મદદ કરશે નહીં.

સફાઈ સામાન્ય રીતે આલ્કોહોલ, ઈથર અથવા એસીટોનનો ઉપયોગ કરીને યાંત્રિક રીતે કરવામાં આવે છે. તે આ માટે છે કે સખત કાપડ અને આલ્કોહોલ વાઇપ ક્યારેક થર્મલ ઇન્ટરફેસ પેકેજમાં હાજર હોય છે.કામ ગ્લોવ્સ સાથે કરવું આવશ્યક છે, કારણ કે હાથમાંથી મેળવી શકાય તેવી ગ્રીસ ચોક્કસપણે સોલ્ડરિંગની ગુણવત્તાને બગાડશે.

સોલ્ડરિંગ પોતે હીટિંગ અને ઉત્પાદક દ્વારા નિર્દિષ્ટ તાકાત સાથે પાલન સાથે થવું જોઈએ. કેટલાક ઔદ્યોગિક થર્મલ ઈન્ટરફેસને કનેક્ટેડ ભાગોને 60-90 °C પર ફરજિયાત પ્રી-હીટિંગની જરૂર પડે છે અને આ કેટલાક સંવેદનશીલ ઈલેક્ટ્રોનિક ઘટકો માટે જોખમી હોઈ શકે છે. પ્રારંભિક ગરમી સામાન્ય રીતે હેર ડ્રાયર સાથે કરવામાં આવે છે, અને પછી સોલ્ડરિંગ કાર્યકારી ઉપકરણની સ્વ-હીટિંગ દ્વારા પૂર્ણ થાય છે.

આ પ્રકારના થર્મલ ઇન્ટરફેસ ગ્લોરી ફોઇલના રૂપમાં ઓરડાના તાપમાને સહેજ ઉપરના ગલનબિંદુ સાથે તેમજ પેસ્ટના સ્વરૂપમાં વેચાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, વરખના રૂપમાં ફીલ્ડ્સના એલોયમાં ગલનબિંદુ 50 ° સે છે. પેસ્ટના સ્વરૂપમાં ગેલિન્સ્ટાન ઓરડાના તાપમાને પીગળે છે. વરખથી વિપરીત, પેસ્ટનો ઉપયોગ કરવો વધુ મુશ્કેલ છે કારણ કે તેને સોલ્ડર કરવા માટે સપાટી પર ખૂબ જ સારી રીતે એમ્બેડ કરેલી હોવી જોઈએ, જ્યારે વરખને માત્ર એસેમ્બલી દરમિયાન યોગ્ય ગરમીની જરૂર હોય છે.

ઇન્સ્યુલેશન ગાસ્કેટ

પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં, હીટ ટ્રાન્સફર અને હીટ સિંક તત્વો વચ્ચે વિદ્યુત અલગતા ઘણી વખત જરૂરી છે. તેથી, જ્યારે થર્મલી વાહક પેસ્ટ યોગ્ય નથી, ત્યારે સિલિકોન, મીકા અથવા સિરામિક સબસ્ટ્રેટનો ઉપયોગ થાય છે.

લવચીક સોફ્ટ પેડ્સ સિલિકોનથી બનેલા છે, સખત પેડ્સ સિરામિકના બનેલા છે. સિરામિકના પાતળા પડથી ઢંકાયેલી તાંબા અથવા એલ્યુમિનિયમ શીટ પર આધારિત પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ છે, જેના પર કોપર ફોઇલના નિશાનો લાગુ પડે છે.

સામાન્ય રીતે આ એક-બાજુવાળા બોર્ડ છે, ટ્રેકની એક બાજુ પર, અને બીજી બાજુ રેડિયેટર સાથે જોડાણ માટે સપાટી છે.

વધુમાં, ખાસ કિસ્સાઓમાં, પાવર ઘટકો ઉત્પન્ન થાય છે જેમાં હાઉસિંગનો મેટલ ભાગ, જે રેડિયેટર સાથે જોડાયેલ છે, તરત જ ઇપોક્સીના સ્તરથી આવરી લેવામાં આવે છે.

થર્મલ ઇન્ટરફેસના ઉપયોગની સુવિધાઓ

થર્મલ ઇન્ટરફેસ લાગુ કરતી વખતે અને દૂર કરતી વખતે, તેના ઉત્પાદકની ભલામણોનું સખતપણે પાલન કરવું જરૂરી છે, તેમજ કૂલ્ડ (ઠંડક) ઉપકરણના ઉત્પાદક. ઇલેક્ટ્રિકલી વાહક થર્મલ ઇન્ટરફેસ સાથે કામ કરતી વખતે ખાસ કરીને સાવચેત રહેવું મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે તેની વધુ પડતી અન્ય સર્કિટમાં પ્રવેશ કરી શકે છે અને શોર્ટ સર્કિટનું કારણ બની શકે છે.