نحوه نصب هیت سینک

هیت سینک چیست جز قطعه‌ای کلیدی برای کنترل حرارتی که در سکوت در دل تجهیزات الکترونیکی تولید می‌شود و می‌تواند به‌ مرور عملکرد آنها را مختل کند؟به‌ همین دلیل نحوه نصب هیت سینک نه‌ تنها روی کارایی سیستم اثر مستقیم دارد بلکه اگر به‌ درستی انجام نشود می‌تواند منجر به گرم‌ شدن غیر قابل‌ پیشبینی و آسیب‌های جدی شود. نحوه نصب هیت سینک موضوعی‌ است که شاید در ظاهر فنی و ساده به ‌نظر برسد اما پشت همین قطعه کوچک دنیایی از طراحی حرارتی، انتخاب مواد و دقت در نصب پنهان شده است. برای کسانی که با قطعات الکترونیکی مخصوصا تجهیزات حساس مثل پردازنده‌ها یا آی‌ سی‌ های قدرت سر و کار دارند درک دقیق اینکه هیت سینک چیست و چرا نصب درست آن انقدر اهمیت دارد یک قدم اساسی برای حفظ عملکرد سیستم به ‌شمار می‌رود.

هیت سینک برخلاف آنچه تصور می‌شود فقط یک تکه فلز نیست که به ‌سادگی روی تراشه چسبانده شود. این قطعه دقیقا مثل یک نجات‌ دهنده خاموش عمل می‌کند. گرمای تولید شده را می‌گیرد، پخش می‌کند و به بیرون منتقل می‌نماید تا قطعه اصلی سالم بماند. در نتیجه نحوه نصب هیت سینک باید با درک درستی از جنس، فرم، محل تماس و حتی جهت جریان هوا انجام شود. نکته جالب اینجاست که هر مدل هیت سینک داستان خودش را دارد. بعضی‌ها از آلومینیوم ساخته شده‌اند برای سبک بودن و قیمت مناسب بعضی‌ها از مس برای انتقال بهتر حرارت و بعضی هم ترکیبی‌ هستند برای رسیدن به تعادل بین عملکرد و هزینه.

 

انواع هیت سینک و چگونگی نصب صحیح آن

هیت سینک‌ها در نگاه اول ممکن است شبیه هم به‌ نظر برسند. یک قطعه فلزی با پره‌هایی که ظاهرا فقط برای انتقال گرما طراحی شده‌اند. اما پشت همین سادگی ظاهری تفاوت‌هایی وجود دارد که اگر درک نشوند ممکن است باعث کاهش کارایی سیستم یا حتی آسیب به قطعات شوند. شناخت دقیق انواع هیت سینک اولین قدم برای نصب صحیح و کاربردی آن است. در این بخش به بررسی دقیق‌تر دسته‌بندی این قطعه کلیدی می‌پردازیم.

 

۱. بر اساس نحوه انتقال گرما

در دنیای مهندسی حرارتی نحوه انتقال گرما تعیین می‌کند که چه نوع هیت سینکی برای یک کاربرد خاص مناسب است.

هیت سینک‌ طبیعی (Passive): این نوع هیت سینک تنها با استفاده از سطح تماس و جریان طبیعی هوا کار می‌کند. هیچ فن یا پمپ اجباری ندارد و عملکرد آن به میزان طراحی پره‌ها و سطح تماس وابسته است. نصب این نوع هیت سینک معمولا ساده است اما باید حتما مطمئن شد که جریان هوا اطراف آن به ‌خوبی برقرار است و هیچ مانعی وجود ندارد.

هیت سینک‌ فعال (Active): در این نوع از فن یا دمنده برای افزایش گردش هوا و تخلیه سریع‌تر گرما استفاده می‌شود. نصب هیت سینک فعال نیاز به دقت بیشتری دارد. اتصال مطمئن فن، جهت صحیح جریان هوا و تامین برق مورد نیاز از نکات مهمی‌ است که باید رعایت شود.

هیت سینک‌ مایع (Liquid Cooling or Water Blocks): این مدل برای مصارف فوق‌العاده حساس یا سیستم‌هایی با توان حرارتی بالا استفاده می‌شود. در نصب آنها باید به اتصال درست لوله‌ها، جلوگیری از نشت مایع و پیکربندی درست پمپ‌ها توجه شود. نحوه نصب هیت سینک مایع درواقع شبیه نصب یک سیستم کامل خنک‌ کننده ا‌ست نه فقط یک قطعه منفرد.

۲.بر اساس طراحی فیزیکی

طراحی فیزیکی هیت سینک هم نقش مهمی در انتخاب و نصب آن دارد.

هیت سینک با پره‌های خطی (Straight Fin):این مدل برای فضاهای باز و با جریان هوای مستقیم مناسب است. هنگام نصب باید جهت پره‌ها نسبت به مسیر جریان هوا درست انتخاب شود.

هیت سینک با پره‌های پرپیچ و خم (Pin Fin یا Crosscut): برای کاربردهایی که جریان هوا یکنواخت نیست یا از چند جهت وارد می‌شود این طراحی بهتر عمل می‌کند. در نصب این نوع هیت سینک موقعیت ‌سنجی و زاویه قرارگیری اهمیت زیادی دارد.

هیت سینک پلت‌فرم‌دار یا ترکیبی (Heat Pipe یا Vapor Chamber): در این مدل‌ها از لوله‌های انتقال حرارت استفاده می‌شود که گرما را به نقاط مختلف پخش می‌کنند. نصب آنها باید طوری انجام شود که تمام سطح تماس کاملا با سطح چیپ یا پردازنده درگیر باشد.

۳. نکات کلیدی در نصب انواع هیت سینک

• همیشه قبل از نصب سطح تماس را با الکل ایزوپروپیل تمیز کنید.
• از خمیر حرارتی (Thermal Paste) با کیفیت استفاده کنید و لایه آن باید نازک اما یکنواخت باشد.
• فشار نصب باید متعادل باشد. نه آنقدر سفت که به چیپ آسیب بزند نه آنقدر شل که تماس کامل برقرار نشود.
• فن‌ها را طوری نصب کنید که هوای گرم به بیرون سیستم هدایت شود نه به داخل.

 

بررسی انواع هیت سینک: آلومینیومی، مسی و کامپوزیتی

وقتی حرف از نحوه نصب هیت سینک به میان می‌آید خیلی‌ها تمرکزشان را فقط روی نوع نصب یا خمیر حرارتی می‌گذارند. اما یک بخش بسیار مهم که پیش از نصب باید در نظر گرفته شود جنس هیت سینک است. هر ماده رسانایی حرارتی و خواص فیزیکی خاص خودش را دارد و شناخت این تفاوت‌ها می‌تواند باعث انتخابی دقیق‌تر و نصب بهینه‌تر شود. در ادامه سه نوع پرکاربرد را به شکل تخصصی بررسی می‌کنیم.

 

هیت سینک آلومینیومی سبک، اقتصادی، پرکاربرد

هیت سینک آلومینیومی یکی از رایج‌ترین و مقرون‌ به ‌صرفه‌ترین انواع این قطعه است. دلیل محبوبیتش فقط قیمت مناسب نیست بلکه ویژگی‌هایی دارد که آن را برای خیلی از پروژه‌ها انتخاب اول می‌کند.

مزایا:

• سبک بودن که در پروژه‌هایی با محدودیت وزن یک مزیت بزرگ محسوب می‌شود.
• فرم ‌پذیری بالا آلومینیوم را می‌توان به اشکال مختلف قالب ‌گیری کرد.
• مقاومت به خوردگی در محیط‌هایی با رطوبت بالا نسبت به سایر فلزات دیرتر اکسید می‌شود.

معایب:

• رسانایی حرارتی پایین‌تر نسبت به مس
• در پروژه‌های سنگین و چیپ‌های پرحرارت شاید نتواند به ‌خوبی گرما را تخلیه کند.

نکات نصب:در نحوه نصب هیت سینک آلومینیومی سطح تماس باید کاملا تمیز و صاف باشد. چون رسانایی آن پایین‌تر از مس است کوچکترین خلأ در تماس با سطح چیپ می‌تواند انتقال حرارت را کاهش دهد. استفاده از خمیر حرارتی با رسانایی بالا در این مدل توصیه می‌شود.

هیت سینک مسی قدرت در انتقال گرما

اگر هدف اصلی‌ شما تخلیه موثر حرارت است هیچ‌ چیز به پای هیت سینک مسی نمی‌رسد. این مدل اغلب در سیستم‌های حساس و پرتوان مثل سرورها، تجهیزات صنعتی یا گرافیک‌های حرفه‌ای دیده می‌شود.

مزایا:

• رسانایی حرارتی بسیار بالا
• کارایی عالی در خنک کردن پردازنده‌ها و آی‌سی‌های حساس

معایب:

• سنگین بودن
• قیمت بالا
• تمایل به اکسید شدن در صورت عدم پوشش محافظ

نکات نصب:وزن این نوع هیت سینک باعث می‌شود که در زمان نصب حتما از براکت‌های نگهدارنده قوی و مکانیکی استفاده شود. در غیر این‌ صورت، فشار وزن ممکن است باعث آسیب فیزیکی به برد شود. سطح تماس معمولا بسیار صاف طراحی می‌شود ولی باز هم خمیر حرارتی با کیفیت بالا توصیه می‌شود.

هیت سینک کامپوزیتی ترکیب هوشمندانه برای تعادل

هیت سینک‌های کامپوزیتی نسل جدیدتری از این قطعات هستند که سعی کرده‌اند بهترین ویژگی‌های آلومینیوم و مس را با هم ترکیب کنند. معمولا ساختار آن‌ها به‌ گونه‌ای ا‌ست که پایه از مس (برای انتقال بهتر حرارت) و پره‌ها از آلومینیوم (برای سبک ‌سازی) ساخته شده‌اند.

مزایا:

• تعادل بین وزن، قیمت و عملکرد
• ظاهر زیباتر و مدرن‌تر
• مقاومت بهتر در برابر ضربه و تغییرات دما

معایب:

• در صورت طراحی ضعیف ممکن است اتصالات میان فلزات باعث کاهش راندمان شود.
• نصب آنها نیازمند دقت بیشتری‌ است به ‌خاطر ساختار چندلایه و پیچیدگی هندسی

نکات نصب:در نحوه نصب هیت سینک کامپوزیتی باید دقت شود که تمام بخش‌هایی که از جنس‌های مختلف هستند به ‌درستی روی تراشه بنشینند. در برخی موارد وجود پایه‌های فنر یا براکت چند نقطه‌ای برای حفظ فشار یکنواخت توصیه می‌شود.

 

راهنمای نصب اصولی هیت سینک روی پردازنده‌ها و چیپ‌ها

اگر تا اینجا شناخت خوبی از انواع هیت سینک پیدا کرده‌اید حالا وقت آن رسیده که برویم سراغ نصب درست. زیرا هر چقدر هم بهترین هیت سینک بازار را خریده باشید اگر نصب درستی نداشته باشید بازدهی‌ آن زمین می‌ریزد! واقعا همینقدر جدی.نصب هیت سینک فقط پیچ بستن نیست. ماجرا از لحظه‌ای شروع می‌شود که شما می‌خواهید آن قطعه خنک‌ کننده را روی قلب پردازش دستگاهتان سوار کنید.در ادامه مرحله به مرحله همه چیز را باز می‌کنیم:

 

۱. آماده‌سازی سطح تماس صحنه را برای انتقال گرما بچین

اولین کار پاک‌ سازی سطح پردازنده یا چیپ ست است. اگر خمیر قبلی وجود دارد آن را کامل با پنبه آغشته به ایزوپروپیل ۹۹٪ پاک کنید. ذره‌ای چربی یا گرد و خاک می‌تواند نقش یک سد حرارتی را بازی کند و کل خنک ‌کاری را به فنا بدهد. سطح باید مثل آینه تمیز باشد. این مرحله برای هر نوع هیت سینک حیاتی است.هر نوعی که باشد  آلومینیومی یا مسی . بدون سطح تماس تمیز کار نمی‌کند.

 

۲.خمیر حرارتی لایه نجات ‌بخش میان دما و خنک ‌کننده

خمیر حرارتی را نباید زیاد بریزید اما کم هم نباید باشد. یک نقطه کوچک به اندازه یک دانه برنج در مرکز تراشه کافی است. وقتی هیت سینک روی آن فشرده شود خودش به ‌صورت یکنواخت پخش می‌شود. لایه باید نازک، پیوسته و بدون حباب باشد. برخی کاربران وسواس دارند که با کاردک خمیر را پخش کنند اما اگر فشار نصب مناسب باشد این کار لازم نیست. برعکس ممکن است پخش دستی باعث ورود هوا شود.

 

۳. سوار کردن هیت سینک مرحله‌ای که باید جدی گرفته شود

نحوه نصب هیت سینک در اینجا وارد فاز اجرایی می‌شود. مدل‌های مختلف شیوه نصب مختلفی دارند اما چند اصل ثابت وجود دارد:

• به ‌آرامی و یکنواخت فشار دهید. از یک سمت فشار ندهید که کج نشود.
• پیچ‌ها یا قلاب‌ها را به ‌صورت ضربدری سفت کنید. یعنی بعد از سفت کردن یک گوشه بروید سراغ گوشه مخالف.
• اگر هیت سینک فن‌دار است بررسی کنید که فن درست کار می‌کند و به برق وصل است.

بعضی سیستم‌ها گیره‌های خاصی برای نصب دارند که باید قفل شوند. حتما دفترچه نصب را چک کنید مخصوصا برای لپ‌تاپ‌ها یا مادربردهای خاص.

۴.بررسی نهایی آخرین نگاه قبل از بستن قاب

قبل از بستن کیس یا محفظه چند نکته را چک کنید:

• آیا هیت سینک محکم و بدون لق زدن سر جای خود نشسته؟
• جهت فن درست است؟ (هوا باید از روی پردازنده برداشته شود و به بیرون پرتاب شود.)
• هیچ سیم یا کابل مانعی برای گردش هوا ایجاد نمی‌کند؟

حتی پیشنهاد می‌شود چند دقیقه سیستم را روشن بگذارید و با نرم‌افزارهایی مثل HWMonitor دمای پردازنده را چک کنید. اگر دما ثابت و در بازه نرمال ماند یعنی نصب هیت سینک به ‌درستی انجام شده است.

 

خطاهای رایج در فرآیند نصب هیت سینک و روش‌های رفع آنها

در نگاه اول نحوه نصب هیت سینک ساده به نظر می‌رسد اما در واقع این همان نقطه‌ای است که خیلی‌ها دقیق عمل نمی‌کنند. یک اشتباه کوچک در این مرحله می‌تواند کل فرآیند خنک‌ سازی را ناکارآمد کند. وقتی مسئله هیت سینک باشد انتقال حرارت از سطح داغ به محیط بیرونی باید بی‌وقفه، موثر و بدون مانع انجام شود. کوچکترین خطا مثل خمیر بیش از حد یا نصب نادرست می‌تواند عملکرد کل سیستم را تحت ‌تاثیر قرار دهد. در ادامه مجموعه‌ای از مهمترین خطاهایی که در نحوه نصب هیت سینک رخ می‌دهند به همراه راه‌حل‌های دقیق و تخصصی بررسی شده‌اند:

 

استفاده نادرست از خمیر حرارتی

برخی افراد تصور می‌کنند اگر سطح پردازنده کاملا با خمیر حرارتی پوشانده شود انتقال گرما بهتر انجام می‌گیرد. در حالی که اگر خمیر حرارتی بیش از اندازه باشد خودش تبدیل به مانعی برای انتقال گرما می‌شود. در نقطه مقابل کم بودن آن هم می‌تواند باعث ایجاد نقاط تماس ناپیوسته شود که انتقال حرارت را مختل می‌کنند.

راه‌حل:مقدار خمیر باید کنترل ‌شده و دقیق باشد. به اندازه یک عدس در مرکز چیپ. زمانی که هیت سینک با فشار مناسب نصب شود این خمیر به شکل یکنواخت پخش خواهد شد و تمام سطح مورد نیاز را پوشش خواهد داد.

تمیز نکردن سطح پردازنده و هیت سینک

پیش از هرگونه نصب لازم است هر دو سطح هم سطح زیرین هیت سینک و هم سطح پردازنده یا چیپ از هر نوع آلودگی، چربی یا خمیر قدیمی کاملا پاک شود. وجود هرگونه آلودگی در این ناحیه موجب بروز اختلال در انتقال حرارت می‌شود.

راه‌حل:با استفاده از پنبه آغشته به الکل ایزوپروپیل ۹۹٪ سطوح را تمیز کرده و اجازه دهید کامل خشک شوند. سطح تماس باید کاملا براق و عاری از هرگونه اثر چربی یا گردوغبار باشد.

فشار نامتعادل هنگام بستن هیت سینک

در بسیاری از موارد کاربران هنگام نصب پیچ‌ها یا گیره‌ها را به ‌صورت یک ‌طرفه و غیراستاندارد می‌بندند. این کار منجر به تماس غیرهمسطح میان پردازنده و هیت سینک می‌شود. در نتیجه هیت سینک نمی‌تواند گرما را به‌ صورت یکنواخت جذب کند.

راه‌حل:پیچ‌ها یا گیره‌ها باید به ‌صورت ضربدری و یکنواخت بسته شوند. این کار باعث می‌شود تا فشار به ‌درستی توزیع شود و سطح تماس کامل برقرار گردد. این اصل ساده پایه‌ای‌ترین بخش در «نحوه نصب هیت سینک» به شمار می‌رود.

نصب اشتباه فن یا نادیده گرفتن جهت جریان هوا

حتی اگر هیت سینک به ‌درستی نصب شده باشد اما جهت گردش فن اشتباه باشد عملا سیستم خنک‌ کاری بی‌اثر می‌شود. اگر فن هوا را به داخل کیس برگرداند به‌ جای خنک ‌سازی دمای داخلی افزایش پیدا می‌کند.

راه‌حل:جهت جریان فن باید با مسیر تهویه سیستم هماهنگ باشد. هدف نهایی خارج کردن هوای داغ از اطراف پردازنده به بیرون کیس است. در سیستم‌های حرفه‌ای‌تر استفاده از ترکیب فن‌های ورودی و خروجی نیز اهمیت بالایی دارد.

عدم استفاده از براکت نگهدارنده در هیت سینک‌های سنگین

در مدل‌هایی که هیت سینک وزن بالایی دارد به‌ خصوص انواع مسی یا کامپوزیتی با پره‌های بزرگ وزن بالا می‌تواند به مرور زمان باعث خمش مادربرد یا آسیب به پایه‌های چیپ شود.

راه‌حل: در نحوه نصب هیت سینک سنگین حتما باید از براکت‌های تقویتی در پشت مادربرد استفاده شود. این قطعات از خم شدن یا فشار نقطه‌ای جلوگیری می‌کنند و دوام سیستم را تضمین خواهند کرد.

استفاده از هیت سینک نامناسب برای نوع کاربرد

گاهی اوقات صرفا برای کاهش هزینه از یک هیت سینک آلومینیومی ساده برای پردازنده‌هایی با بار پردازشی سنگین استفاده می‌شود. این انتخاب نادرست باعث افزایش پیوسته دمای پردازنده و افت شدید عملکرد می‌شود.

راه‌حل: انتخاب نوع هیت سینک باید براساس مشخصات فنی چیپ و میزان تولید گرمای آن انجام گیرد. پردازنده‌های حرفه‌ای یا چیپ‌های صنعتی نیاز به هیت سینک مسی یا ترکیبی دارند که ظرفیت جذب حرارتی بالاتری دارند.

 

 

شرکت شمیم اندیشه و راه‌های ارتباطی با شمیم اندیشه

شرکت شمیم اندیشه با تکیه بر سال‌ها تجربه عملی و دانش فنی روز به‌ عنوان یکی از فعال‌ترین مجموعه‌ها در زمینه تامین، طراحی و اجرای سیستم‌های خنک‌ سازی پیشرفته از جمله انتخاب و نحوه نصب هیت سینک در سطح صنعتی و تخصصی شناخته می‌شود. تیم مهندسی این شرکت با درک دقیق از نیازهای متنوع پردازنده‌ها، چیپ‌ها و تجهیزات الکترونیکی، مشاوره تخصصی و رایگان به مشتریان ارائه می‌دهد و با رعایت اصول علمی، فرآیند انتخاب، طراحی و نصب هیت سینک را از ابتدا تا انتها مدیریت می‌کند. از مشاوره اولیه و انتخاب بهینه‌ترین نوع هیت سینک متناسب با کاربری تا تامین تجهیزات باکیفیت و اجرای دقیق و اصولی شمیم اندیشه در تمام مراحل کنار مشتریان خود ایستاده است.

 

برای ارتباط با شمیم اندیشه و دریافت مشاوره‌های فنی اطلاعات بیشتر یا سفارش تجهیزات می‌توانید از طریق راه‌های ارتباطی زیر اقدام کنید:

∴شماره تماس: ۱۲-۴۴۰۷۱۰۱۱(۰۲۱)

∴ایمیل: shamim@shamimco.com

∴وب سایت :www.shamimco.com

∴شبکه های اجتماعی : از طریق شماره ۰۹۳۹۴۱۲۱۰۰۲ با ما در ارتباط باشید.