ऊष्ण पेस्ट: Difference between revisions
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[[File:Thermal greases.JPG|thumb|विभिन्न ब्रांडों के ऊष्ण पेस्ट के कई कंटेनर। बाएं से दाएं: [[आर्कटिक कूलिंग]] MX-2 और MX-4, | [[File:Thermal greases.JPG|thumb|विभिन्न ब्रांडों के ऊष्ण पेस्ट के कई कंटेनर। बाएं से दाएं: [[आर्कटिक कूलिंग|आर्कटिक शीतलन]] MX-2 और MX-4, तुनिक TX-3, शांत प्रयोगशाला तरल धातु प्रो, शिन एत्सु माइक्रोसी G751, आर्कटिक सिल्वर 5 (AS5),पाउडर हीरा । पृष्ठभूमि में आर्कटिक सिल्वर आर्कटिक साफ।]] | ||
[[File:Wärmeleitpaste Thermal Compound.jpg|thumb|सिलिकॉन ऊष्ण यौगिक]] | [[File:Wärmeleitpaste Thermal Compound.jpg|thumb|सिलिकॉन ऊष्ण यौगिक]] | ||
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[[File:Thermalgrease.jpg|thumb|धातु ऊष्ण पेस्ट | [[File:Thermalgrease.jpg|thumb|धातु ऊष्ण पेस्ट चिप पर लागू होता है]] | ||
[[File:Cpuimperfections.jpg|thumb|ऊष्ण पेस्ट को चिप की सतह पर सतह की | [[File:Cpuimperfections.jpg|thumb|ऊष्ण पेस्ट को चिप की सतह पर सतह की कमियों को भरने के लिए रचना किया गया है]]'''ऊष्ण पेस्ट''' को '''ऊष्ण कंपाउंड, ऊष्ण ग्रीस, ऊष्ण अंतराफलक सामग्री (टीआईएम), ऊष्ण जेल, ताप पेस्ट, [[ ताप सिंक |ताप सिंक]] कंपाउंड, ताप सिंक पेस्ट या सीपीयू ग्रीस''' भी कहा जाता है, यह ऊष्मीय प्रवाहकीय है, किन्तु रासायनिक यौगिक को [[विद्युत रूप से इन्सुलेट]] करता है। जो सामान्यतः ताप सिंक और ताप उत्पादन जैसे उच्च-शक्ति [[अर्धचालक]] उपकरणों के बीच अंतराफलक के रूप में उपयोग किया जाता है। ऊष्ण पेस्ट की मुख्य भूमिका हवा के अंतराल या रिक्त स्थान को खत्म करना है जो ऊष्मा हस्तांतरण और अपव्यय को अधिकतम करने के लिए अंतराफलक क्षेत्र से [[ऊष्ण तापावरोधन]] के रूप में कार्य करता है। ऊष्ण पेस्ट [[थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री|ऊष्ण अंतराफलक सामग्री]] का उदाहरण है। | ||
ऊष्ण चिपकने के विपरीत, ऊष्ण पेस्ट | [[ऊष्ण चिपकने के विपरीत]], ऊष्ण पेस्ट ताप स्रोत और ताप सिंक के बीच बंधन में यांत्रिक शक्ति नहीं जोड़ता है। ताप सिंक को जगह पर बनाए रखने के लिए और ऊष्ण पेस्ट को फैलाने और पतला करने के लिए दबाव डालने के लिए इसे [[बंधक (सामग्री)|बांधने वाला पदार्थ]] जैसे पेंच के साथ जोड़ा जाना चाहिए। | ||
== रचना == | == रचना == | ||
ऊष्ण पेस्ट में | ऊष्ण पेस्ट में [[बहुलकीकरण]] तरल आव्यूह और विद्युत रूप से तापावरोधन की बड़ी मात्रा के अंश होते हैं, किन्तु उत्पादन ताप प्रवाहकीय भराव होता है। विशिष्ट आव्यूह सामग्री [[epoxy|एपॉक्सी]], सिलिकोन ([[सिलिकॉन]] [[वसा]]), [[पॉलीयूरीथेन]] और [[एक्रिलाट बहुलक]] हैं, विलायक-आधारित प्रणाली, गर्म पिघल चिपकने वाले और दबाव के प्रति संवेदनशील चिपकने वाले टेप भी उपलब्ध हैं। इस प्रकार के चिपकने के लिए [[एल्यूमीनियम ऑक्साइड]], [[बोरॉन नाइट्राइड]], [[ज़िंक ऑक्साइड]] और तेजी से [[एल्यूमीनियम नाइट्राइड]] का उपयोग भराव के रूप में किया जाता है। भराव लोडिंग द्रव्यमान के अनुसार 70–80% जितना अधिक हो सकता है और मूल आव्यूह की तापीय चालकता को 0.17–0.3 W/(m·K) (वाट प्रति मीटर-केल्विन) से बढ़ा देता है<ref>{{citation | author=Werner Haller | contribution=Adhesives | title=[[Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry]] | edition=7th | publisher=Wiley | year=2007 | pages=58–59 |display-authors=etal}}.</ref> 2008 के पेपर के अनुसार लगभग 4 W/(m·K) तक।<ref>{{cite conference | url = http://www.nrel.gov/docs/fy08osti/42972.pdf | title = बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोगों के लिए थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री| last1 = Narumanchi | first1 = Sreekant | last2 = Mihalic | first2 = Mark | last3 = Kelly | first3 = Kenneth | last4 = Eesley | first4 = Gary | date = 2008 | publisher = IEEE | book-title = 11th Intersociety Conference on Thermal and Thermomechanical Phenomena in Electronic Systems, 2008: ITHERM 2008: 28–31 May 2008 | at = Table 2 | doi = 10.1109/ITHERM.2008.4544297}}.</ref> | ||
सबसे प्रभावी | सिल्वर ऊष्ण यौगिकों में 3 से 8 W/(m·K) अधिक की चालकता हो सकती है और सिलिकॉन/सिरेमिक माध्यम में निलंबित [[ micronized |माइक्रोनाइज्ड]] चांदी के कणों से मिलकर बनता है। चूँकि, धातु-आधारित ऊष्ण पेस्ट विद्युत प्रवाहकीय और संधारित्र हो सकता है, यदि कुछ परिपथ में प्रवाहित होता है, तो इससे खराबी और क्षति हो सकती है। | ||
सबसे प्रभावी और सबसे बहुमूल्य पेस्ट लगभग पूरी तरह से [[तरल धातु]] से बना होता है। सामान्यतः मिश्र धातु गैलिंस्टन की भिन्नता होती है और इसमें 13 W/(m·K) से अधिक तापीय चालकता होती है। इन्हें समान रूप से लागू करना कठिनाई होता है और छलकने के कारण खराब होने का सबसे बड़ा ख़तरा होता है। इन पेस्टों में [[गैलियम]] होता है, जो [[अल्युमीनियम]] के लिए अत्यधिक संक्षारक होता है और एल्यूमीनियम ताप सिंक पर उपयोग नहीं किया जा सकता है। | |||
== उपयोग == | == उपयोग == | ||
ऊष्ण पेस्ट का उपयोग विभिन्न घटकों के बीच | ऊष्ण पेस्ट का उपयोग विभिन्न घटकों के बीच ताप युग्मन में सुधार के लिए किया जाता है। एक सामान्य अनुप्रयोग [[पावर ट्रांजिस्टर|विद्युत ट्रांजिस्टर]], [[सीपीयूआईडी|सीपीयू]], [[जीपीयूओपन|जीपीयू]] और एलईडी [[सीओबी]] सहित अर्धचालक उपकरणों में विद्युत प्रतिरोध द्वारा उत्पन्न अपशिष्ट गर्मी को दूर करना है। इन उपकरणों को ठंडा करना आवश्यक है क्योंकि अत्यधिक ताप तेजी से उनके प्रदर्शन को कम कर देती है और अर्धचालकों के नकारात्मक तापमान गुणांक गुण के कारण उपकरण की [[भयावह विफलता|आपत्तिजनक विफलता]] का कारण बन सकती है। | ||
फैक्ट्री पीसी और लैपटॉप चूंकि संभवतः ही कभी टैबलेट या स्मार्टफोन में सीपीयू कारक के शीर्ष और ठंडा करने के लिए ताप सिंक के बीच ऊष्ण पेस्ट सम्मलित होता है। उत्पादन ताप प्रवाहकीय यौगिकों के लिए ताप सिंक को सम्मलित करते हैं। ऊष्ण पेस्ट का उपयोग कभी-कभी सीपीयू डाई और उसके एकीकृत [[ ऊष्मा फैलानेवाला |ऊष्मा प्रसारित करने वाले]] के बीच भी किया जाता है, चूंकि इसके अतिरिक्त कभी-कभी [[सोल्डर मास्क|सोल्डर]] का उपयोग किया जाता है। | |||
जब | जब सीपीयू ऊष्मा फैलाने वाले को ऊष्ण पेस्ट के माध्यम से डाई के साथ जोड़ा जाता है, तो [[ overclocking |ओवरक्लॉकिंग]] जैसे प्रदर्शन के प्रति उत्साही व्यवहार के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया में सक्षम होते हैं,<ref>{{Cite news|url=https://www.ekwb.com/blog/what-is-delidding/|title=What is delidding? - ekwb.com|date=2016-08-25|work=ekwb.com|access-date=2018-10-18|language=en-US}}</ref> ऊष्मा फैलानेवाला या केंद्रीय संसाधन इकाई(सीपीयू) "ढक्कन" को डाई से अलग करें। यह उन्हें ऊष्ण पेस्ट को बदलने की अनुमति देता है, जो सामान्यतः कम गुणवत्ता वाला होता है, ऊष्ण पेस्ट के साथ अधिक तापीय चालकता होती है। सामान्यतः, ऐसी स्थितियों में तरल धातु ऊष्ण पेस्ट का उपयोग किया जाता है। | ||
== चुनौतियां == | == चुनौतियां == | ||
ऊष्ण पेस्ट की स्थिरता इसे कुछ अन्य ऊष्ण | ऊष्ण पेस्ट की स्थिरता इसे कुछ अन्य ऊष्ण अंतराफलक सामग्री से भिन्न विफलता तंत्र के लिए अतिसंवेदनशील बनाती है। सामान्य बाहर पम्प मारना है, जो ऊष्ण विस्तार और संकुचन की अलग-अलग दरों के कारण मरने और ताप सिंक के बीच से ऊष्ण पेस्ट की हानि होती है। बड़ी संख्या में [[विद्युत चक्र]] में, ऊष्ण पेस्ट डाई और ताप सिंक के बीच से बाहर निकल जाता है और अंततः ऊष्ण प्रदर्शन में गिरावट का कारण बनता है।<ref name="intel-2000">{{cite journal |last1=Viswanath |first1=Ram |last2=Wakharkar |first2=Vijay |last3=Watwe |first3=Abhay |last4=Lebonheur |first4=Vassou |title=सिलिकॉन से लेकर सिस्टम तक थर्मल प्रदर्शन की चुनौतियां|journal=Intel Technology Journal |date=2000 |url=http://mprc.pku.edu.cn/courses/architecture/autumn2005/thermal_perf.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20170808033212/http://mprc.pku.edu.cn/courses/architecture/autumn2005/thermal_perf.pdf |archive-date=8 August 2017 |access-date=8 March 2020}}</ref> | ||
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कुछ यौगिकों के साथ परिणाम बहुलक और भराव आव्यूह घटकों का पृथक्करण उच्च तापमान के अनुसार होता है। बहुलक सामग्री के हानि के परिणामस्वरूप खराब [[गीला]]पन हो सकता है, जिससे ऊष्ण प्रतिरोध में वृद्धि हो सकती है।<ref name="intel-2000" /> | |||
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ऊष्ण पेस्ट को ऊष्ण कंपाउंड, ऊष्ण ग्रीस, ऊष्ण अंतराफलक सामग्री (टीआईएम), ऊष्ण जेल, ताप पेस्ट, ताप सिंक कंपाउंड, ताप सिंक पेस्ट या सीपीयू ग्रीस भी कहा जाता है, यह ऊष्मीय प्रवाहकीय है, किन्तु रासायनिक यौगिक को विद्युत रूप से इन्सुलेट करता है। जो सामान्यतः ताप सिंक और ताप उत्पादन जैसे उच्च-शक्ति अर्धचालक उपकरणों के बीच अंतराफलक के रूप में उपयोग किया जाता है। ऊष्ण पेस्ट की मुख्य भूमिका हवा के अंतराल या रिक्त स्थान को खत्म करना है जो ऊष्मा हस्तांतरण और अपव्यय को अधिकतम करने के लिए अंतराफलक क्षेत्र से ऊष्ण तापावरोधन के रूप में कार्य करता है। ऊष्ण पेस्ट ऊष्ण अंतराफलक सामग्री का उदाहरण है।
ऊष्ण चिपकने के विपरीत, ऊष्ण पेस्ट ताप स्रोत और ताप सिंक के बीच बंधन में यांत्रिक शक्ति नहीं जोड़ता है। ताप सिंक को जगह पर बनाए रखने के लिए और ऊष्ण पेस्ट को फैलाने और पतला करने के लिए दबाव डालने के लिए इसे बांधने वाला पदार्थ जैसे पेंच के साथ जोड़ा जाना चाहिए।
रचना
ऊष्ण पेस्ट में बहुलकीकरण तरल आव्यूह और विद्युत रूप से तापावरोधन की बड़ी मात्रा के अंश होते हैं, किन्तु उत्पादन ताप प्रवाहकीय भराव होता है। विशिष्ट आव्यूह सामग्री एपॉक्सी, सिलिकोन (सिलिकॉन वसा), पॉलीयूरीथेन और एक्रिलाट बहुलक हैं, विलायक-आधारित प्रणाली, गर्म पिघल चिपकने वाले और दबाव के प्रति संवेदनशील चिपकने वाले टेप भी उपलब्ध हैं। इस प्रकार के चिपकने के लिए एल्यूमीनियम ऑक्साइड, बोरॉन नाइट्राइड, ज़िंक ऑक्साइड और तेजी से एल्यूमीनियम नाइट्राइड का उपयोग भराव के रूप में किया जाता है। भराव लोडिंग द्रव्यमान के अनुसार 70–80% जितना अधिक हो सकता है और मूल आव्यूह की तापीय चालकता को 0.17–0.3 W/(m·K) (वाट प्रति मीटर-केल्विन) से बढ़ा देता है[1] 2008 के पेपर के अनुसार लगभग 4 W/(m·K) तक।[2]
सिल्वर ऊष्ण यौगिकों में 3 से 8 W/(m·K) अधिक की चालकता हो सकती है और सिलिकॉन/सिरेमिक माध्यम में निलंबित माइक्रोनाइज्ड चांदी के कणों से मिलकर बनता है। चूँकि, धातु-आधारित ऊष्ण पेस्ट विद्युत प्रवाहकीय और संधारित्र हो सकता है, यदि कुछ परिपथ में प्रवाहित होता है, तो इससे खराबी और क्षति हो सकती है।
सबसे प्रभावी और सबसे बहुमूल्य पेस्ट लगभग पूरी तरह से तरल धातु से बना होता है। सामान्यतः मिश्र धातु गैलिंस्टन की भिन्नता होती है और इसमें 13 W/(m·K) से अधिक तापीय चालकता होती है। इन्हें समान रूप से लागू करना कठिनाई होता है और छलकने के कारण खराब होने का सबसे बड़ा ख़तरा होता है। इन पेस्टों में गैलियम होता है, जो अल्युमीनियम के लिए अत्यधिक संक्षारक होता है और एल्यूमीनियम ताप सिंक पर उपयोग नहीं किया जा सकता है।
उपयोग
ऊष्ण पेस्ट का उपयोग विभिन्न घटकों के बीच ताप युग्मन में सुधार के लिए किया जाता है। एक सामान्य अनुप्रयोग विद्युत ट्रांजिस्टर, सीपीयू, जीपीयू और एलईडी सीओबी सहित अर्धचालक उपकरणों में विद्युत प्रतिरोध द्वारा उत्पन्न अपशिष्ट गर्मी को दूर करना है। इन उपकरणों को ठंडा करना आवश्यक है क्योंकि अत्यधिक ताप तेजी से उनके प्रदर्शन को कम कर देती है और अर्धचालकों के नकारात्मक तापमान गुणांक गुण के कारण उपकरण की आपत्तिजनक विफलता का कारण बन सकती है।
फैक्ट्री पीसी और लैपटॉप चूंकि संभवतः ही कभी टैबलेट या स्मार्टफोन में सीपीयू कारक के शीर्ष और ठंडा करने के लिए ताप सिंक के बीच ऊष्ण पेस्ट सम्मलित होता है। उत्पादन ताप प्रवाहकीय यौगिकों के लिए ताप सिंक को सम्मलित करते हैं। ऊष्ण पेस्ट का उपयोग कभी-कभी सीपीयू डाई और उसके एकीकृत ऊष्मा प्रसारित करने वाले के बीच भी किया जाता है, चूंकि इसके अतिरिक्त कभी-कभी सोल्डर का उपयोग किया जाता है।
जब सीपीयू ऊष्मा फैलाने वाले को ऊष्ण पेस्ट के माध्यम से डाई के साथ जोड़ा जाता है, तो ओवरक्लॉकिंग जैसे प्रदर्शन के प्रति उत्साही व्यवहार के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया में सक्षम होते हैं,[3] ऊष्मा फैलानेवाला या केंद्रीय संसाधन इकाई(सीपीयू) "ढक्कन" को डाई से अलग करें। यह उन्हें ऊष्ण पेस्ट को बदलने की अनुमति देता है, जो सामान्यतः कम गुणवत्ता वाला होता है, ऊष्ण पेस्ट के साथ अधिक तापीय चालकता होती है। सामान्यतः, ऐसी स्थितियों में तरल धातु ऊष्ण पेस्ट का उपयोग किया जाता है।
चुनौतियां
ऊष्ण पेस्ट की स्थिरता इसे कुछ अन्य ऊष्ण अंतराफलक सामग्री से भिन्न विफलता तंत्र के लिए अतिसंवेदनशील बनाती है। सामान्य बाहर पम्प मारना है, जो ऊष्ण विस्तार और संकुचन की अलग-अलग दरों के कारण मरने और ताप सिंक के बीच से ऊष्ण पेस्ट की हानि होती है। बड़ी संख्या में विद्युत चक्र में, ऊष्ण पेस्ट डाई और ताप सिंक के बीच से बाहर निकल जाता है और अंततः ऊष्ण प्रदर्शन में गिरावट का कारण बनता है।[4]
कुछ यौगिकों के साथ परिणाम बहुलक और भराव आव्यूह घटकों का पृथक्करण उच्च तापमान के अनुसार होता है। बहुलक सामग्री के हानि के परिणामस्वरूप खराब गीलापन हो सकता है, जिससे ऊष्ण प्रतिरोध में वृद्धि हो सकती है।[4]
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ Werner Haller; et al. (2007), "Adhesives", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (7th ed.), Wiley, pp. 58–59.
- ↑ Narumanchi, Sreekant; Mihalic, Mark; Kelly, Kenneth; Eesley, Gary (2008). "बिजली इलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोगों के लिए थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री" (PDF). 11th Intersociety Conference on Thermal and Thermomechanical Phenomena in Electronic Systems, 2008: ITHERM 2008: 28–31 May 2008. IEEE. Table 2. doi:10.1109/ITHERM.2008.4544297..
- ↑ "What is delidding? - ekwb.com". ekwb.com (in English). 2016-08-25. Retrieved 2018-10-18.
- ↑ 4.0 4.1 Viswanath, Ram; Wakharkar, Vijay; Watwe, Abhay; Lebonheur, Vassou (2000). "सिलिकॉन से लेकर सिस्टम तक थर्मल प्रदर्शन की चुनौतियां" (PDF). Intel Technology Journal. Archived from the original (PDF) on 8 August 2017. Retrieved 8 March 2020.
बाहरी संबंध
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