خمیر سیلیکون چیست؟

تقریباً همه کاربران از اهمیت دما برای عملکرد قطعات سخت‌افزاری آگاه هستند. در صورتی که قطعات در محدوده دمای مناسبی قرار گیرند، قابلیت ارائه عملکرد بهینه را دارند. افزایش دما به مراتب از حد مورد انتظار، علاوه بر کاهش عمر مفید قطعات، بر تأثیر و عملکرد آن‌ها نیز تأثیرگذار است. پردازنده به عنوان مغز محاسباتی کامپیوتر شناخته می‌شود، و برای این که گرمای تولیدی از طریق آن بهتر منتقل شود، از موادی به نام خمیر حرارتی یا خمیر سیلیکون استفاده می‌شود.

برخی پردازنده‌ها همراه با فن و خمیر حرارتی عرضه می‌شوند، اما در بازار خمیرهای حرارتی با کیفیت و بهتر نیز یافت می‌شوند. اگرچه برای خنک‌کردن پردازنده می‌توان از گزینه‌هایی نظیر فن معمولی یا سیستم خنک‌کننده‌های مایع و سایر ابزارها استفاده کرد، اما اگر حرارت پردازنده به درستی به آن‌ها منتقل نشود، فرآیند خنک‌سازی به‌خوبی اجرا نخواهد شد.

در این متن از فروشگاه اینترنتی زیبوکالا به بررسی این که خمیر سیلیکون چیست؟ و چه کاربردی دارد خواهیم پرداخت؛ تا پایان متن با ما همراه باشید.

خمیر سیلیکون چیست؟

خمیر سیلیکون یا خمیر حرارتی، یک ماده خمیری حاوی رسانای گرما بوده که بین پردازنده و هیت‌سینک قرار می‌گیرد. این ماده خمیری، به جز برای پردازنده‌ی مرکزی (CPU)، برای سایر قطعات نیز کاربرد دارد؛ به عنوان مثال، در پردازنده‌های گرافیکی کارت‌های گرافیک. اما چرا این خمیر حرارتی اهمیت زیادی دارد؟

همانطور که ممکن است بدانید، پردازنده گرمای قابل توجهی تولید می‌کند، و برای حفظ عملکرد بهینه آن، کنترل دائمی این گرما ضروری است. خنک‌کننده‌های بزرگی که بر روی سی پی یو قرار می گیرند، با استفاده از هیت‌سینک و فن، می‌توانند گرمای اضافی را از پردازنده دور کنند و از ورود این گرما به عملکرد پردازنده جلوگیری کنند، به‌طوری که تأثیر منفی بر عملکرد آن رخ ندهد.

اما چالش اصلی در اینجا این است که گرمای تولید شده باید به نحوی به هیت سینک راه پیدا کند. هرچند پردازنده و هیت‌سینک نزدیک به یکدیگر قرار می‌گیرند، اما سطوح این دو بخش به‌طور کامل به یکدیگر متصل نمی‌شوند. پردازنده‌ها، هیت‌سینک‌ها و خنک‌کننده‌ها دارای ایرادات جزئی در سطوح خود هستند و این موضوع باعث ایجاد حفره‌های بسیار کوچکی می‌شود که هوا در این حفره‌ها حبس می‌شود و در نتیجه، عملکرد هیت‌سینک و سیستم خنک‌کننده کاهش می‌یابد.

استفاده از خمیر حرارتی به سادگی این شیارها و عیوب سطوح را پر می‌کند تا انتقال گرما به نحو کارآمدی انجام شود. همانطور که اشاره شد، برای به حداقل رساندن گرمای تولید شده توسط پردازنده، انتقال گرمای بهینه از اهمیت بسزایی برخوردار است.

انواع خمیر سیلیکون

• خمیر سیلیکون بر پایه سرامیک

خمیر حرارتی سرامیکی به عنوان یکی از رایج‌ترین نوع خمیرهای سیلیکون در بازار شناخته می‌شود. این نوع خمیر توانایی هدایت برق را ندارد و به طور ایمن و راحت می‌توان از آن استفاده کرد. با این حال، خمیر حرارتی سرامیکی به نسبت هزینه‌های کمتری برخوردار است، اما ضریب انتقال حرارت آن بالا نمی‌باشد. بنابراین، اگر نیاز به کاهش دما به صورت چشمگیری در پردازنده دارید، این نوع خمیر حرارتی به عنوان گزینه مناسب برای این موضوع محسوب نمی‌شود.

• خمیر سیلیکون بر پایه فلز

خمیر حرارتی فلزی یکی از پراستفاده‌ترین و قدیمی‌ترین انواع خمیرهای سیلیکون بوده که معمولاً از ترکیب نقره و آلومینیوم به وجود می‌آید. این نوع خمیرهای حرارتی با کارایی بسیار خوبی گرما را از پردازنده به هیت‌سینک منتقل می‌کنند. با این وجود، باید دقت خاصی در هنگام استفاده از خمیر سیلیکون فلزی داشته باشیم زیرا این خمیرها از فلزاتی تشکیل شده‌اند که رسانای الکتریسیته هستند. بنابراین، توجه به جزئیات فنی ضروری بوده تا این خمیر به دیگر قسمت‌های مادربرد نچسبد.

• خمیر سیلیکون بر پایه سیلیکون

خمیر حرارتی سیلیکونی از مواد سیلیکون تشکیل می‌شود و با داشتن طیف دمایی گسترده‌تر نسبت به سایر خمیرهای حرارتی، به عنوان یک راهکار گسترده برای کاهش دما در پردازنده‌ها و کارت‌های گرافیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع خمیر حرارتی به عنوان یک راهکار گرمایی مناسب شناخته می‌شود که در انتقال گرما از پردازنده به هیت‌سینک عملکرد بسیار خوبی دارد.

علاوه بر این، خمیر سیلیکون حرارتی، با وجود کارایی بالا، حساسیت به انتقال برق نداشته و از این روی خمیرهای حرارتی رسانای برق راحتاً قابل تحمل می‌نماید. اما باید به این نکته توجه داشت که به دلیل عملکرد برتر، این خمیرها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که هزینه آن‌ها نسبت به برخی دیگر از خمیرهای حرارتی نسبتاً بالاتر است.

• خمیر سیلیکون بر پایه کربن

خمیر حرارتی کربنی از الیاف بسیار ریز کربن تشکیل یافته و مشابه خمیر حرارتی سرامیکی، توانایی هدایت برق را ندارد. مزایای این نوع خمیر شامل سهولت در استفاده و طول عمر بالا می‌شوند، اما ضریب انتقال حرارت کم از جمله نقاط ضعف آن محسوب می‌شود.

• خمیر حرارتی بر پایه الماس-کربن

الماس با داشتن 5 برابر انتقال حرارت بهتر نسبت به نقره، خود را به عنوان یکی از بهترین گزینه‌ها برای کاهش دما در پردازنده اعلام می‌کند. خمیر حرارتی کربن-الماس، به عنوان یکی از بهترین گزینه‌های موجود، تمایز خود را با داشتن انتقال حرارت بسیار بالا، عدم هدایت برق، و ویسکوزیته پایین، همچنین پایداری بالا اعلام می‌کند.

این خمیر، با وجود الماس به شکل پودری در ترکیبات آن، سطوح را محکم نگه داشته و خراش به آن‌ها وارد نمی‌کند. با این همه مزایا، باید توجه داشت که خمیر حرارتی مبتنی بر الماس به علت ویژگی‌های منحصر به فرد خود، قیمت بالاتری نسبت به سایر خمیرها دارد.

روش های تشخیص خمیر سیلیکون فاسد

با گذشت زمان، خمیر سیلیکون حرارتی ممکن است فرسوده و خشک شود؛ این وضعیت مانع انتقال بهینه‌تر گرما از پردازنده به هیت‌سینک می‌شود. بنابراین، بهتر است خمیر حرارتی خشک شده را به‌صورت دوره‌ای تعویض نمایید تا از افزایش دمای پردازنده جلوگیری کنید. همچنین، هنگام خرید خمیر سیلیکون، اطمینان حاصل کنید که آن فاسد نباشد. سفت شدن، از دست دادن ویسکوزیته یا گرانروی، یا حتی تشکیل رسوب مایع روغنی نشانه‌های ممکن بر فاسد بودن خمیر سیلیکون هستند.

ویژگی های خمیر حرارتی

ضریب انتقال حرارت، که به واحد وات بر متر کلوین (W/mK) اندازه‌گیری می‌شود، به عنوان مهم‌ترین ویژگی خمیر حرارتی محسوب می‌شود. هرچه این ضریب برای خمیر حرارتی سیلیکون بیشتر باشد، انتقال حرارت را به هیت‌سینک بهتر انجام می‌دهد. ویسکوزیته، که نشان‌دهنده مقاومت سیال در برابر جریان است، ویژگی دیگری است که برای بهبود پخش خمیر حرارتی سیلیکون روی سطح پردازنده حائز اهمیت است.

رسانایی خمیر حرارتی، ویژگی دیگری است که در انتخاب خمیر باید مد نظر قرار گیرد. نشت خمیرهای رسانا یا فلز مایع ممکن است منجر به اتصال کوتاه و خرابی قطعات الکترونیکی شود. بنابراین، خمیر سیلیکونی باید با توجه به شرایط خاص انتخاب شود؛ به عنوان مثال، خمیر سیلیکون ماینر ASIC علاوه بر انتقال حرارت، ویژگی چسبندگی دارد و هیت‌سینک را نیز روی تراشه‌های ماینر حفظ می‌کند. در مقابل، خمیر سیلیکون مخصوص CPU یا خمیر سیلیکون کارت گرافیک تحت فشار بین پردازنده و هیت‌سینک قرار می‌گیرند و بنابراین نیازی به این ویژگی ندارند.

روش کار با خمیر حرارتی

خمیر حرارتی را با دقت بر روی سطح IHS پردازنده قرار دهید. روش‌های مختلفی برای اعمال خمیر حرارتی بر روی پردازنده وجود دارند که تفاوت چندانی در نتیجه به وجود نمی‌آورند. شرکت اینتل توصیه می‌کند تا خمیر سیلیکون حرارتی را به اندازه یک نخود در وسط پردازنده قرار دهید، در حالی که برخی از کاربران خمیر را به صورت یک خط یا دو خط مورب بر روی سطح پردازنده قرار می‌دهند.

حتما به این نکته توجه کنید که مقدار خمیر حرارتی کافی بر روی پردازنده قرار گیرد و زیاد یا کم نشود. اگر خمیر به مقدار کافی نباشد، قادر به پوشش کامل سطح پردازنده نخواهد بود در نتیجه انتقال حرارت به خوبی انجام نخواهد شد. همچنین، قرار دادن مقدار اضافی از خمیر ممکن است باعث نشت آن به اطراف پردازنده شود.

هنگام نصب هیت‌سینک خنک‌کننده روی پردازنده، با دقت مراحل نصب را انجام دهید. اگر هیت‌سینک با پیچ روی سوکت پردازنده نصب می‌شود، پیچ‌ها را به ترتیب و به تدریج فشرده کنید. در پایان، اطمینان حاصل کنید که هیت‌سینک به درستی بر روی پردازنده نصب شده و فشار لازم برای نگه‌داشتن هیت‌سینک روی پردازنده وجود دارد.

چه زمانی خمیر سیلیکون باید عوض شود؟

بطور کلی، خمیر حرارتی معمولاً طی 2 تا 4 سال نیاز به تعویض دارد. اگر دمای پردازنده مرکزی یا پردازنده گرافیکی کامپیوتر شما به طور محسوسی افزایش یافته یا به هر دلیلی مجبور به جدا کردن هیت‌سینک از پردازنده شده‌اید، توصیه می‌شود تا خمیر حرارتی را آپدیت کنید.

چگونه خمیر سیلیکون را نرم کنیم؟

اگر خمیر حرارتی سیلیکون خشک شود، توانایی انتقال حرارت را از دست می‌دهد و بهتر است آن را با یک خمیر حرارتی تازه جایگزین کنید. بنابراین، توصیه می‌شود تا خمیر حرارتی خشک را به‌طور کامل از سطح پردازنده پاک کرده و آن را با خمیر حرارتی جدید تعویض نمایید.

پاک کردن خمیر سیلیکون

برای پاک کردن خمیر سیلیکون، می‌توانید از کلینرهای خاص موجود در بازار بهره ببرید. این کلینرها حاوی مواد خاصی هستند که به عنوان پاک‌کننده عمل می‌کنند و در عین حال از آسیب به قطعات الکترونیکی و سطوح جلوگیری می‌کنند.

این پاک کننده‌ها انواع مختلفی دارند و برای مواد خاصی طراحی شده‌اند. اگر به دنبال موادی برای پاک کردن خمیر سیلیکون هستید، به نوع ویژگی‌های آن توجه کنید و یک کلینر خمیر سیلیکون مخصوص خود را تهیه کنید. علاوه بر این، برای پاک کردن خمیر سیلیکونی فاسد و جایگزینی آن با خمیر سیلیکونی تازه، می‌توانید از حلال خمیر سیلیکون استفاده کنید.

با استفاده از حلال خمیر حرارتی، تمام باقی‌مانده‌های خمیر را از سطح پردازنده پاک کرده و سطح را به‌روز رسانی کنید. برای استفاده از این ماده، کمی حلال را روی یک پارچه نرم بمالید و سپس آن را روی خمیر خشک شده قرار دهید. خمیر خشک شده به‌دلیل تماس با حلال، نرم می‌شود و به‌راحتی از روی سطح جدا می‌شود. پس از این مرحله، می‌توانید از خمیر سیلیکونی تازه استفاده کنید و به بهبود عملکرد سیستم خود بپردازید.