ماهیت وجودی ترکیبات انتقال‌دهنده‌های حرارتی که تحت عنوان خمیر سیلیکون در رایانه‌های شخصی شناخته می‌شوند، هنوز هم در نظر افرادی ناشناخته به شمار رفته و برخی علت استفاده از آنها را به‌صورت تمام و کمال نمی‌دانند. درحالی که خمیرهای نامبرده اغلب کمترین میزان توجه را در طی فرآیند تهیه و خرید قطعات رایانه‌ای و سپس سرهم‌بندی آنها از جانب بسیاری از اشخاص دریافت می‌کنند، اما آیا اهمیت به استفاده از آنها حقیقتاً امری لازم و ضروری محسوب می‌گردد؟
در جواب باید گفت که بله. اگرچه استفاده از سخت‌افزارهای رایانه‌ای بدون اعمال خمیرهای سیلیکون در حالت کلی ممکن می‌باشد، اما شانس افزایش حرارت و بروز آسیب‌ها و صدمات جبران‌ناپذیر به قطعات در این‌گونه مواقع به‌صورت صعودی افزایش قابل توجهی پیدا می‌نماید. وجود خمیر سیلیکون در ساختار سیستم خنک‌سازی رایانه شخصی به مانند ضعیف‌ترین حلقه یک فرآیند ایفای نقش می‌کند که عدم توجه کافی به آن ممکن است بروز صدمات گزاف و هنگفتی را سبب گشته، اما در حالت کلی مزیت‌های بسیار فراوانی را برای سیستم و پیشبرد اهداف آن به ارمغان می‌آورد. ازآنجایی‌که ترکیب نامبرده تأثیرات زیادی را در رایانه‌های شخصی به خود اختصاص داده و یکی از اصلی‌ترین محصولات در طی روند سرهم‌سازی سخت‌افزارها به شمار می‌رود؛ لذا در این مقاله آموزشی تصمیم بر آن شد تا با شاخصه‌های یک خمیر سیلیکون مرغوب و با کیفیت و برخی از سناریوهای مختلف انتخاب بهترین محصول آشنایی پیدا کنیم.
از آنجایی که خمیر سیلیکون معمولا دارای حاشیه سود بالایی است، در فروشگاه‌ها نیز تنوع زیادی از آن وجود دارد. در حالی که ترکیب دقیق اکثر محصولات به صورت یک راز نگهداری می‌شود، اما با یک جستجوی ساده می‌توان لیست مواد معمول تشکیل دهنده را پیدا کرد. محدوده دمای بالایی معمولا 150 درجه سانتیگراد است، در حالی که برخی از خمیرها مدعی داشتن مقاومت تا 300 درجه سانتیگراد و بیشتر هستند.
ترکیب خمیر حرارتی سیلیکون رسانایی حرارتی، رسانایی الکتریکی، چسبندگی و دوام آن را تعیین می‌کند. اما خمیر حرارتی واقعا از چه ساخته شده است؟ ترکیبات پایه از اکسید روی و سیلیکون به عنوان یک عامل اتصال ساخته شده است. هر چند، چنین ترکیب ساده‌ای دیگر به سختی به فروش می‌رسد. اکثر تولید کنندگان با این عناصر شروع کرده و مواد دیگری نظیر آلومینیوم را نیز اضافه می‌کنند. به طور مثال، خمیر Prolimatech PK1 حاوی 60-85% آلومینیوم، 15-25% اکسید روی و 12-20% روغن سیلیکون به عنوان یک عامل ضد اکسیداسیون است. برخی از مواد تشکیل دهنده مرموزتر هستند. برای مثال، یک خمیر حرارتی سرنگی be quiet DC 1 دارای برچسب مشخصات مبهم 60٪ اکسید فلز، 30٪ اکسید روی (صبر کنید؛ از کی روی جزو فلزات نیست؟) و 10٪ سیلیکون می‌باشد.
خمیر سیلیکون در حالت کلی به مانند یک واسط رسانای گرمایی در بین سخت‌افزارهای مستعد تولید حرارت فراوان (مانند پردازنده مرکزی و تراشه شتاب‌دهنده گرافیکی) و سطوح جاذب حرارت (مانند هیت سینک) قرار گرفته و با اطمینان حاصل نماییدن از عدم وجود هوا در بین قطعات، عملیات انتقال و از بین روی سریع و مساوی حرارت تولیدی را با بهینگی بسیار بیشتری همراه می‌سازد. ممکن است شما نیز تاکنون با خود اندیشیده باشید که علت تفاوت قیمتی موجود در بین محصولات مختلف چیست و چرا یک خمیر سیلیکون 1000 تومانی در مقایسه با نمونه‌های قدرتمندی نظیر Arctic Silver 5 از قیمت بسیار پایین‌تری برخوردار است؟
ترکیبات ساختاری موجود در خمیرهای سیلیکون علت اصلی تفاوت‌های بارز قیمتی در بین آنها را شامل می‌گردند. اگرچه ترکیبات دقیق تشکیل‌دهنده بسیاری از محصولات موجود در بازار توسط تولیدکنندگان به اشتراک گذاشته نشده و این مهم کاملاً مخفی نگاه داشته می‌شود، اما جستجوی سریعی در اینترنت و یا مطالعه برچسب‌های موجود بر روی محصولات در زمینه آگاهی یافتن کلی از عناصر ساختاری می‌تواند در نوع خود مفید واقع شود.
ترکیبات تشکیل‌دهنده یک خمیر سیلیکون به‌صورت مستقیم در تعیین میزان رسانایی گرمایی، هدایت الکتریکی، غلظت و دوام آن تأثیرگذار می‌باشند. خمیرهای پایه‌ای و ارزان قیمت اغلب از مواد ساده‌ای مانند اکسید روی و سیلیکون تشکیل یافته‌اند، اما برخی دیگر از تولیدکنندگان به‌منظور افزایش راندمان و انتقال حرارتی محصولات خود مواد دیگری نظیر آلومینیوم، نقره، گرافیت، نانو ذرات کربن و … را با درصدهای مختلفی با یکدیگر ترکیب می‌نمایند. ازآنجایی‌که سیلیکون به‌عنوان ماده‌ای اصلی به‌منظور در برگیری ترکیبات انتقال‌دهنده گرما مانند اکسید نامبرده در بین تمامی محصولات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد، لذا عنوان عمومی خمیر سیلیکون را جهت اطلاق بر آنها انتخاب نماییده‌اند (اگرچه محصولات فوق در بین افرادی با اطلاعات تخصصی بیشتر تحت عنوان “خمیرهای گرمایی” یا “خمیرهای انتقال‌دهنده حرارت” مورد شناخت قرار می‌گیرند).
انتقال‌دهنده‌های حرارتی مبتنی بر فلز (خمیرهای فلزی)
محصولات فوق اغلب به رنگ خاکستری نمایان کرده و همان‌طور که از نام آنها پیداست نیز درصدهای متفاوتی از فلزاتی نظیر آلومینیوم و یا نقره را به‌صورت معلق در ماده خمیری سیلیکون در بطن خود نهان ساخته‌اند. خمیرهای مبتنی بر عناصر فلزی در مقایسه با دیگر نمونه‌های موجود از راندمان و پتانسیل بسیار بیشتری در گرما زدایی و انتقال حرارت برخوردار می‌باشند، اما از جمله بزرگ‌ترین معایب آنها می‌توان به خاصیت رسانایی الکتریکی اشاره کرد. ازآنجایی‌که فلزات در حالت کلی از خاصیت ذاتی ویژه‌ای در انتقال الکترون‌ها و جریان الکتریسیته بهره می‌برند، لذا اگر کوچک‌ترین قطره‌ای از خمیر سیلیکون از سطح پردازنده فراتر رفته و بر روی سوکت و یا پین‌های آن ریخته شود، بروز اتصال کوتاه و در نتیجه سوختن سخت‌افزارهای رایانه‌ای به‌هیچ‌عنوان دور از ذهن نمی‌باشد، بنابراین در اعمال و استفاده از آنها دقت‌های ویژه‌ای باید به خرج داده شوند.
خمیر سیلیکونی در بردارنده عناصر فلزی در مقایسه با دیگر انواع محصولات از قیمت بیشتری نیز برخوردار می‌باشند.
انتقال‌دهنده‌های حرارتی مبتنی بر سرامیک (خمیرهای سرامیکی)
محصولات فوق اغلب به رنگ سفید و یا خاکستری روشن توسعه یافته و پودر عناصر سرامیکی خالص را به‌صورت معلق در خمیر سیلیکونی در ساختار خود جای داده‌اند. از جمله اصلی‌ترین مواد ساختار خمیرهای نامبرده می‌توان به اکسید آلومینیوم و اکسید روی اشاره کرد، اما برخی دیگر از محصولات ارزان قیمت‌تر ممکن است از عنصر دی‌اکسید کربن تشکیل یافته باشند.
خمیر سیلیکون سرامیکی از خاصیت رسانایی الکتریکی برخوردار نبوده و حتی اگر بخش بسیار زیادی از آنها بر روی سوکت و یا سطح مادربرد پخش گردد، هیچ‌گونه اتصال کوتاهی رخ نمی‌دهد و این مهم بزرگ‌ترین مزیت آن در مقایسه با نمونه محصولات پیشین به شمار می‌رود، اما این نکته را نیز نباید فراموش کرد که عناصر سرامیکی از خاصیت ذاتی کمتری در انتقال حرارت رنج برده و لذا فاکتور گرما زدایی آنها در مقایسه با خمیرهای فلزی کمتر می‌باشد.
انتقال‌دهنده‌های حرارتی مبتنی بر کربن (خمیرهای کربنی)
خمیرهای سیلیکون دربردارنده عناصر کربنی در حالت کلی از قدرت بسیار فراوانی در انتقال حرارت بهره برده و لذا قیمت آنها نیز در مقایسه با دیگر محصولات بیشتر می‌باشد. خمیرهای نامبرده اغلب تلفیقی از عناصر به خصوصی نظیر گرد کربن، اکسید گرافیت و حتی درصدی از گرد الماس را در ساختار خود نهان ساخته و بر همین اساس نیز قیمت تمام شده آنها اندکی بالا می‌باشد.
خمیرهای کربنی با توجه به مواد تشکیل‌دهنده خود در حد واسط محصولات پیشتر معرفی گردیده قرار گرفته و علاوه بر رسانایی گرمایی یکسان (و با حتی بیشتر) با خمیرهای فلزی، جریان الکتریسیته را نیز از خود عبور نمی‌دهند. طول عمر و میزان دوام انتقال‌دهنده‌های خمیری فوق نیز افزایش قابل توجهی به خود دیده و به هشت سال فزونی پیدا نماییده است (در مقایسه با طول عمر دو ساله خمیرهای فلزی و سرامیکی)، بر همین اساس محصولات مذکور در صورت وجود بودجه کافی انتخابی بسیار مناسب و کاربردی به شمار رفته و بسیاری از عملیات اورکلاک شدید و رکورد شکنی‌های گوناگون با استفاده از آنها میسر می‌گردد.
حال که با انواع خمیرهای سیلیکونی موجود در بازار و مواد تشکیل‌دهنده و نکات مثبت و منفی آنها آشنایی پیدا کردیم، حال باید به بررسی این مهم بپردازیم که کدام یک از محصولات معرفی گردیده تاکنون به بهترین شکل ممکن پاسخ گوی نیازهای شخصی بوده و انتخاب نوع خمیر به چه عواملی وابسته می‌باشد.
کاربری رایانه شخصی
یکی از مهم‌ترین عوامل دخیل در انتخاب نوع خمیر سیلیکون ماهیت کاربردی رایانه شخصی می‌باشد. اگر رایانه مربوطه در حالت کلی یک سیستم گیمینگ بوده و یا اقدامات سنگین مختلفی نظیر ویرایش‌های ویدئویی و طراحی و ساخت محتوای گوناگون توسط آن انجام می‌پذیرند، در این حالت واحد پردازنده مرکزی و تراشه شتاب‌دهنده گرافیکی تمام مدت عملیات در حال فعالیت بوده و این خود در تولید گرمای بیشتر بسیار تأثیرگذار می‌باشد، بنابراین حرارت تولیدی به‌منظور جلوگیری از بروز آسیب‌های گوناگون باید به‌صورت بهینه و اساسی دفع گردد. خمیرهای سیلیکون دربردارنده عناصر فلزی و کربنی با توجه به خاصیت ذاتی ویژه در انتقال حرارت در این‌گونه شرایط انتخاب عاقلانه‌ای به شمار می‌روند.
از طرف دیگر اگر رایانه شخصی مورد استفاده در بسیاری از مواقع تحت فشار و بار پردازشی شدید قرار نگرفته و به‌صورت کلی جهت رفع نیازهای معمولی روزمره نظیر جستجوی شبکه اینترنت، تماشای فیلم و یا حتی بازی‌های متوسط رو به پایین به فعالیت می‌پردازد، در نتیجه خمیرهای سرامیکی انتخابی مطلوب به شمار رفته و تعادل مناسبی را در بین کارایی نسبت به قیمت پرداختی ایجاد می‌کنند.
آیا عملیات اعمال خمیر سیلیکون توسط فردی با تجربه صورت می‌پذیرد؟
همان‌طور که پیشتر نیز گفته شد خمیر سیلیکون دربردارنده عناصر فلزی از خاصیت ذاتی ویژه‌ای در انتقال الکتریسیته بهره برده و لذا دقت بسیاری در استفاده از آنها باید به خرج داده شود. بر همین اساس اگر فردی در نحوه چگونگی اعمال خمیر تجربه کافی نداشته و بر این باور است که اندکی از آن به‌صورت ناخواسته بر روی سطح مادربرد و یا سوکت پردازنده مرکزی ریخته می‌شود، لذا باید انتقال‌دهنده‌های عایق (غیر رسانا) نظیر خمیرهای سرامیکی را مورد استفاده خود قرار دهد تا حتی در صورت سهل انگاری، نگرانی از بابت اتصال کوتاه و سوختن سخت‌افزارهای رایانه‌ای نباشد.
چند نکته برای انتخاب بهترین خمیر سیلیکون
- حتما به ویژگی عایق الکتریسیته توجه داشته باشید (به ویژه برای کاربران غیر حرفه‌ای)
- هر چه قدر میزان رسانایی حرارتی بالاتر باشد، خمیر عملکرد بهتری خواهد داشت. این شاخص با واحد W/m-K بیان می‌شود.
- شاخص چسبندگی نیز یکی دیگر از ویژگی‌هایی است که هر چقدر بالاتر باشد بهتر است.
- ترجیحا از خمیرهای سفید سرنگی بی‌نام استفاده نکنید.
- وجود یک لیسه در کنار خمیر برای استفاده از آن بسیار کاربردی است.
در حاضر می‌توان به خمیر سیلیکون Z9 و Z5 دیپ کول به عنوان یکی از بهترین خمیر سیلیکون‌های موجود بازار اشاره کرد که در تتیس مارکت عرضه شده است.
این شعار همیشگی را تکرار می‌کنیم که هیچ ارزانی بی حکمت نیست و هیچ گرانی دلیل کیفیت نیست. پس همیشه یک خمیر حرارتی (خمیر سیلیکون) با کارکرد خوب و قیمت معقول خریداری کنید، تا هم ماندگاری و هم عملکرد خوبی را برای دستگاه شما داشته باشد.
