هیت سینک با مقاومت حرارتی بین 1 تا 1.45

هیت سینک چیست؟

هیت سینک یا همان  HEAT SINK  از دو کلمه HEAT   به معنی حرارت و SINK   که در اینجا به معنی پایین آورنده است  تشکیل شده. در کشور عزیزمان هیت سینک را به عناوین دیگر مثل  رادیاتور نیز می­شناسند. به نظر بنده خنک کننده میتواند معادل فارسی مناسبی برای هیت سینک باشد. 
بطور کلی هیت سینک به دلیل متریالش (جنس ماده تشکیل دهنده) باید ویژگی­هایی داشته باشد که بارزترین این ویژگی­ها خاصیت خنک کنندگی یا دفع حرارت است­. می­توان این­گونه عنوان کرد که هیت سینک در کنار هر منبع حرارتی که قرار بگیرد به شرط مچ شدن یا اتصال مناسب با آن منبع­، می­تواند حرارت تولید شده را از منبع گرفته­، جذب بدنه خود کند و این حرارت را به تدریج از خود تخلیه کند­. هیت سینک با توجه به شکلش و تعاملی که با هوای جاری یا حتی مایعاتی مثل آب برقرار می­کند این حرارت را از سیستم خارج می­کند. می­دانید حرارت مخصوصا اگر زیاد باشد بعنوان یک عامل مخرب در قطعات و سیستم­های برقی و الکترونیک به حساب می­آید و موجب­ اصطحلاک بالای دستگاه و اجزای آن می­شود. 
این حرارت ناخواسته حتی ممکن است باعث سوختن یک قطعه از دستگاهمان شود­، که با سوختن آن قطعه احتمالا تمام دستگاه از کار خواهد افتاد­. قطعات زیادی در دستگاه­های مختلف الکتریکی­، الکترونیکی و مخابراتی و روشنایی  استفاده می­شوند که در اثر فعالیت تولید حرارت می­کنند. قطعاتی نظیر انواع مختلف ترانزیستورها­، تریستور‌ها­، دیود­ها وهمینطور ال­ای­دی­ها­، LED  وجود دارند که در اثر فعالیت تولید حرارت می­کنند. حال اگر حرارت تولید شده در این قطعات را بطور مناسب و مستمر دفع نکنیم باعث کم شدن عمر مفید این قطعات می­شویم.  

دلایل استفاده از هیت سینک 
در اینجا سعی می­کنیم با یک مثال ساده اهمیت استفاده از هیت سینک را برای شما روشن سازیم­. فرض کنید می­خواهید یک منبع ولتاژ ثابت طراحی کنید که مثلا ولتاژ 20 را به 5 تبدیل کند و بتواند 5 آمپر جریان در خروجی ایجاد کند­. در اینجا باید اول از همه میزان توان تلفاتی را در این مثال محاسبه کنیم­. اختلاف ولتاژ ورودی و خروجی 15 است­، که اگر این عدد را در 5 آمپر که جریان خروجی است ضرب کنیم نتیجه عدد 75 وات بدست می­آید که توان تلفاتی را برایمان مشخص می­کند. حال اگر از روی کاتالوگ ترانزیستور­ها یه بررسی ساده انجام دهیم  و مثلا ترانزیستور 2N3055 معروف  که توان تلفات قابل تحملش در کاتالوگ 115 اعلام شده است را انتخاب کنیم و بدون هیچ نگرانی از آن استفاده کنیم چیزی طول نخواهد کشید که ترانزیستور می­سوزد.
چون توان حرارتی این ترانزیستور در دمای 25 درجه 115 وات است­. وقتی دما بالاتر از 25 درجه می­رود توان تلفاتی پایین می­آید که این امر باعث سوختن ترانزیستورمیشود. اگر شما نتوانید دمای ترانزیستورتان را کمتر یا مساوی 25 درجه نگه دارید خیلی سریع آن را از دست خواهید داد­. برای پاین نگه داشتن دما راه­های مختلفی وجود دارد که ارزان­ترین و مطمئن ترین این روش­ها استفاده از هیت سینک مناسب است­. 
این مثال ساده اهمیت استفاده از هیت سینک را تا حدود زیادی مشخص کرد­.

جنس هیت سینک 
هیت سینک را از مواد مختلفی می­سازند­. بستگی دارد به میزان توان دفع حرارتی که از هیت سینک انتظار دارند و هزینه­ای که می­خواهند برای تهیه هیت سینک بپردازند. 
فلزات‌هادی خوبی برای حرارت و الکتریسته هستند­. ولی ما از هر فلزی نمی­توانیم بعنوان هیت سینک استفاده کنیم­. طلا بهترین شرایط را  برای دفع حرارت دارد ولی به دلیل بالا بودن نرخ جهانی این فلز گرانبها نمی­توان از آن بعنوان ماده مناسب در ساخت هیت سینک یاد کرد­. احتمالا فقط در صنایع خاص آن­هم بطور بسیار محدود از این فلز جهت ساخت هیت سینک استفاده می­شود­. مس هم هدایتگر مناسبی برای حرارت است ولی این فلز مس هم  به­دلیل چگالی بالایی که دارد خیلی سنگین است که این امر موجب بالا رفتن هزینه تولید هیت سینک بر پایه متریال مس می­شود و این یک نقطه ضعف برای مس به حساب می­آید و باعث محدود شدن استفاده از این ماده در تولید هیت سینک شده است­. علاوه بر بالا بودن جرم حجمی مس می­توان قابلیت شکل­پذیری کم این فلز را نیز بعنوان نقطه ضعفی دیگر برای آن در نظر گرفت­.
امروزه در تمام دنیا از فلز آلومینیوم با عدد اتمی 13 در ساخت هیت سینک استفاده می­شود. آلومینیوم فلزی است که هم نسبتا ارزان است، هم تقریبا همه جا به وفور یافت می­شود، امتیاز دیگر آلومینیوم این است که به راحتی می­توان آن را با آلیاژهای دیگه ترکیب کرد­. خاصیت شکل پذیری بالا نیز یک امتیاز برای آلومینیوم به حساب می ­آید.

در مورد آلومینیوم­(  AL) جالب است بدانیم که­:
آلومينيوم داراي چگالي حدود 2.7 گرم بر سانتي­متر­مکعب­،  يعني حدود يک سوم چگالي فولاد  می­باشد .
آلومينيوم در صنعت بوسيله‌ الکتروليز اکسيد آلومينيوم مذاب تهيه مي‌شود ، براي جداسازي آلومينيوم  از سود سوزآوراستفاده مي‌کنند.
استحکام آلياژهاي آلومينيوم را نيز مي توان با انتخاب آلياژ مناسب و گاه با انجام عمليات حرارتي خاص به حد استحکام فولاد رساند.
آلومينيوم در دمای 650 درجه سانتي گراد ذوب مي­شود که تا رسيدن به اين دما به زمان نسبتاً زيادي نياز است­.
آلومينيوم در حين گرم شدن و حتي ذوب شدن هيچ نوع گاز و دود خطرناک و سمي توليد نمي­کند­.
آلومينيوم رطوبت را جذب نمي­کند، متورم نمي­شود­، ترک نمي­خورد­، شکافته و پاره نمي­شود، منقبض نمي­شود و قابل فاسد شدن نيست­.
آلومينيوم در مقابل اشعه ماوراء­بنفش به هيچ­گونه پوششي نياز ندارد­.
یکي ديگر از خواص فوق العاده آلومینیوم مقاومت به خوردگيه. اکسيد طبيعي که همواره در سطح آلومينيوم وجود دارد مانع و سد بزرگي در برابر انواع مواد خورنده محسوب مي­شود­.
آلومينيوم فلزي است که آندايز مي­شود، يعني آلومينيوم به عنوان آند قرار گرفته با اعمال جريان الکتريکي­­، يک لايه اکسيد بر سطح آن ايجاد مي­کنند که ضخامت اين لايه بيشتر از لايه اکسيد طبيعي است و در ضمن به آلومينيوم قابليت رنگ­پذيري مي­دهد­.
طي پروسه آندايزينگ مي توان آلومينيوم را به رنگهاي زيبايي در آورد و به آن زيبايي و استحکام بخشيد­، در نتيجه طرحي زيبا و جذاب توليد مي­شود که سطح آن به آساني با آب گرم قابل شتشو است و نياز به هيچ تميزکاري و نگهداري ندارد و به طور طبيعي مقاوم به خوردگي است­.
جالب است بدانید که­: روشهاي آبکاري آلومينيوم به اين مفهوم است که با استفاده از يک فرايند کاتدي بتوان يک فلز ديگر مانند مس­، قلع­، نيکل­، نقره­، طلا و ... را روي آلومينيوم ترسيب کرد تا خواص جديد به فلز پايه داد مانند افزايش هدايت الکتريکي­، خاصيت لحيم­پذيري­، مقاومت به خوردگي­، مقاومت به سايش و ...
موسسه صنعتی هیتالوم سالهاست که بعنوان اولین تولید کننده هیت سینک در داخل کشور فلز آلومینیوم را بعنوان متریال مناسب جهت ساخت هیت سینک به کار گرفته و طی قریب به 20 سال فعالیت مستمر توانسته است بالغ  بر 150 کیس اکسترود از این فلز جهت استفاده بعنوان هیت سینک در صنایع مختلف تولید نماید­.
اشاره شد که به غیر از ارزان و در دسترس بودن می­توان ویژگی شکل­پذیری آسان را نیز به خصوصیات آلومینیوم اضافه کرد. به منظور بالا بردن توان دفع حرارت هیت سینک­، متخصصین  در سراسر دنیا سعی کرده­اند با طراحی شکل­های مختلف که بتواند تعامل مناسبی با هوا داشته باشد­، دمای هیت سینک را از طریق برخورد هوا یا مایعات خنک با سطح هیت سینک پایین آورند­. واسه رسیدن به این هدف باید هیت سینک را تا جای ممکن در طرح­هایی با سطح تماس زیاد تولید کرد­. به زبان ساده تر هیت سینک را با تعداد پره­های زیاد و البته بلند طراحی می­کنند و حتی روی پره­ها را هم تا حد امکان بصورت آج دار تولید می­کنند تا با افزایش سطح تماس هیت سینک با هوا بتوانند  دمای آن را پایین نگه دارند­.
در طراحی بعضی از هیت سینک­های خاص سعی شده فضایی ایجاد شود تا این امکان را به هیت سینک بدهد که روی آن یک فن فشار مثبت یا منفی جهت ایجاد جریان هوایی منظم  و  مداوم­، به منظور کاهش دما نصب شود­. 
                                                                   
بعضی از هیت سینک­ها هم برای خنک شدن از مایعاتی مثل آب کمک می­گیرند­. برای این منظور باید در ساخت قالب به ایجاد کانال­هایی جهت عبور جریان آب دقت کرد­. این دست هیت سینک‌ها به هیت سینک آب سرد (آب گرد) هم معروفند .