در دنیای قطعات و مدارهای الکترونیکی، یکی از واژه‌هایی که زیاد شنیده میشود، هیتسینک یا Heatsink است. از بردهای آموزشی ساده گرفته تا پردازندههای پیشرفته، در بسیاری از تجهیزات الکترونیک ردپایی از این قطعه بی‌ادعا ولی بسیار مؤثر دیده میشود.
اما واقعاً هیتسینک چیست؟ چه نقشی دارد؟ چه زمانی به آن نیاز داریم؟ و چگونه انتخاب درستی داشته باشیم؟ در این مقاله جامع به این پرسش‌ها پاسخ داده میشود. اگر اهل پروژههای DIY، طراحی صنعتی، یا فروش قطعات الکترونیکی هستید، این مطلب برای شما نوشته شده‌است.
هیتسینک چیست و چه نقشی در خنکسازی قطعات دارد؟
هیتسینک یک قطعه فلزی است، معمولاً از جنس آلومینیوم یا مس، که به قطعات الکترونیکی گرمازا متصل میشود تا حرارت تولیدی آن‌ها را جذب کرده و به محیط اطراف منتقل کند. هدف آن کاهش دمای قطعه و جلوگیری از داغ شدن بیش از حد است. این قطعه نقش بسیار مهمی در افزایش عمر مفید بردها، چیپها و سیستم‌های کنترلی دارد.
چیپ‌های پردازنده، ترانزیستورهای قدرت، درایورهای موتور، رگولاتورهای ولتاژ، بردهای آردوینو و رزبری پای تنها بخشی از قطعاتی هستند که در آن‌ها استفاده از هیتسینک رایج است.
هیتسینک چگونه کار می‌کند؟
در هنگام کارکرد یک قطعه الکترونیکی، بخشی از انرژی الکتریکی به صورت حرارت از طریق بدنه قطعه آزاد میشود. اگر این گرما تخلیه نشود، به‌مرور زمان دمای قطعه بالا رفته و منجر به کاهش عملکرد و حتی سوختن آن میشود.
هیتسینک با اتصال به سطح قطعه و انتقال دما به بدنه‌ی خود، مانند یک رادیاتور عمل می‌کند. پره‌های ظریف روی آن کمک میکنند تا سطح تماس با هوا بیشتر شده و گرما سریع‌تر به محیط منتقل شود. در برخی مدل‌ها برای افزایش بازدهی، از فن هم استفاده میشود که هوای گرم را سریع‌تر جابه‌جا کند.
استفاده از خمیر سیلیکون یا پد حرارتی بین سطح قطعه و هیتسینک باعث انتقال بهتر حرارت و پایداری بیشتر در نصب میشود.
انواع هیتسینک و شناخت تفاوت آن‌ها
هیت‌سینک‌ها در انواع مختلفی تولید می‌شوند. دسته‌ی اول، مدلهای ساده یا غیرفعال هستند. این مدل‌ها بدون نیاز به برق یا فن، صرفاً از طریق رسانایی فلز و تماس با هوا کار میکنند. برای مدارهای ساده، درایورها یا چیپ‌های کممصرف بهترین انتخاب هستند.
مدلهای فعال یا فندار، شامل یک فن کوچک نیز هستند که حرکت جریان هوا را تسریع می‌کند. این نوع هیتسینک در مواقعی مناسب است که فضای بسته باشد یا قطعه گرمای زیادی تولید کند؛ مانند بردهای رزبری‌پای، PCهای صنعتی، دستگاه‌های CNC یا کیس‌های گیمینگ.
علاوه بر تقسیم‌بندی عملکردی، از نظر جنس نیز دو نوع اصلی وجود دارد: هیتسینک آلومینیومی و هیتسینک مسی. معمولاً آلومینیوم به‌دلیل وزن کم، قیمت اقتصادی و فرم‌پذیری بالا، گزینه‌ی اصلی در پروژههای خانگی و سبک است.
انواع هیتسینک را بشناسید
در بازار با انواع مختلفی از هیتسینک روبه‌رو هستیم. انتخاب مدل مناسب، بستگی به نوع قطعه، مقدار گرمای تولیدی و فضای نصب دارد:
Passive Heatsink (هیتسینک غیرفعال)
- فقط شامل قطعه‌ی فلزی با پره‌های نازک
- انرژی مصرف نمی‌کند
- مناسب پروژههای ساده یا قطعات کممصرف (مانند ماژول وای‌فای، آی‌سی‌های داخلی)
Active Heatsink (هیتسینک همراه فن)
- ترکیب قطعه فلزی + فن برای تهویه بهتر
- مخصوص چیپ‌ست‌های پرمصرف (مثل CPU، درایورها، مادربرد گیمینگ)
- نیاز به انرژی برای فن دارد
- معمولاً در وسایل حرفهای مانند رزبری پای ۵ استفاده میشود
هیتسینک چسبدار یا پین‌دار
- برای نصب آسان روی آی‌سی‌ها یا ماژول‌ها
- معمولاً در ابعاد کوچکتر (10x10mm، 20x20mm و…)
- نیاز به خمیر سیلیکون یا پد حرارتی ندارد
کاربرد عملی هیتسینک روی قطعات مختلف
در مدارهای الکترونیکی، هرجا گرمای بیش از حد تولید شود، حضور هیتسینک لازم است. قطعاتی مانند ترانزیستورهای TO-220، چیپ‌های L298N یا درایورهای استپر موتور، عموماً در طول کارکرد داغ می‌شوند و دمای بالا روی پایداری آن‌ها تأثیر می‌گذارد.
در بردهای رزبری پای نیز، هیتسینک روی پردازنده اصلی و کنترلر I/O قرار می‌گیرد. حتی ماژول‌های وای‌فای، بلوتوث یا ESP نیز گاهی نیاز به نصب هیتسینک دارند، به‌ویژه در پروژه‌هایی با جریان دائم و پردازش بالا.
در نهایت در محصولات صنعتی یا سیستم‌های نور LED با توان بالا، هیتسینک تبدیل به یکی از الزامات عملکرد پایدار و ایمن میشود.
راهنمای انتخاب هیتسینک مناسب (جدول مقایسه‌ای)
یکی از چالش‌های رایج در پروژههای عملی، انتخاب درست هیتسینک است. در جدول زیر، نمونه‌هایی از قطعات پرکاربرد و نوع مناسب هیتسینک برای آن‌ها را مشاهده می‌کنید:
| نوع قطعه یا کاربرد | نوع مناسب هیتسینک | نحوه نصب | نکته مهم |
| ترانزیستور TO-220 | فلزی پین‌دار با قابلیت پیچ شدن | پیچ یا گیره مناسب | استفاده از خمیر حرارتی توصیه میشود |
| چیپ درایور موتور (مانند A4988) | مدل کوچک چسبدار آلومینیومی | چسب حرارتی | به سطح چیپ بچسبد، نه بدنه پلاستیکی |
| رزبری پای ۴ یا ۵ | هیتسینک فندار چند تکه | چسب دوبل یا پین‌دار | جریان دائمی نیاز به فن دارد |
| ماژول وای‌فای ESP8266 / ESP32 | هیتسینک کوچک آلومینیومی ساده | چسبدار یا پد حرارتی | در فضای بسته بهتر است خروجی هوا باشد |
آیا نصب هیتسینک نیاز به تخصص دارد؟
خیر. نصب هیتسینک در بیشتر مواقع بسیار ساده است. فقط کافی است:
- سطح قطعه را تمیز کنید (بدون گرد و چربی)
- اگر از چسبدار استفاده می‌کنید، با فشار مطمئن بچسبانید
- اگر از مدل پیچ‌دار استفاده می‌کنید، با آچار مناسب و فشار یکنواخت قطعه را ببندید
- در صورت نیاز، خمیر حرارتی یا پد سیلیکونی مناسب روی سطح قطعه قرار دهید تا انتقال گرما بهتر انجام شود
نحوه نصب صحیح هیتسینک همراه با نکات کلیدی
برای انتقال مؤثر گرما، مرحله نصب بسیار مهم است. ابتدا لازم است سطح چیپ را با ماده پاک‌کننده غیررسانا تمیز کنید تا چربی و گرد و غبار مانع از انتقال حرارت نباشد. سپس با مقدار کمی خمیر یا پد سیلیکونی، سطح تماس بین قطعه و هیتسینک را پوشش دهید.
در صورتی که از مدلهای پیچ‌دار استفاده می‌کنید، فشار پیچ باید مساوی و بدون انحراف باشد. در مدلهای چسبدار نیز فشرده‌سازی اولیه باعث اتصال بهتر میشود.
در پروژههای صنعتی یا فضاهای بدون تهویه، بهتر است از مدل‌هایی استفاده شود که امکان نصب فن نیز داشته باشند؛ به‌خصوص اگر وسیله در مدت زمان طولانی روشن می‌ماند.
سؤالات متداول کاربران
- آیا همه چیپها به هیتسینک نیاز دارند؟
خیر، فقط چیپهایی که گرمای قابل‌توجه تولید میکنند نیاز به هیتسینک دارند.
- خمیر سیلیکون حتماً لازم است؟
در پروژههای حرفهای یا قطعات پُرمصرف، بله. در مدلهای چسبدار که پد دارند، خیر.
- هیتسینک آلومینیومی بهتر است یا مسی؟
آلومینیومی سبکتر، ارزانتر، و در اغلب پروژهها کافی است. مسی گرانتر است اما انتقال گرمای قوی‌تری دارد.
- هیتسینک فندار بخریم یا ساده کافی است؟
برای قطعات معمولی، مدل ساده کفایت می‌کند. برای پروژههای صنعتی، رزبری پای حرفهای یا پردازندههای قوی، مدل فندار بهتر است.
جمع‌بندی
هیتسینک شاید ظاهری ساده داشته باشد، اما نقش آن در سلامت و طول عمر قطعات الکترونیکی بسیار حیاتی است. با صرف هزینه‌ای بسیار پایین برای تهیه یک هیتسینک مناسب، می‌توان از سوختن ماژول‌های گران‌قیمت، چیپ‌های حساس و پردازندههای مرکزی جلوگیری کرد.
در انتخاب هیتسینک، تناسب بین اندازه، نوع چیپ، مدت زمان استفاده، و شرایط محیطی اهمیت بالایی دارد. تنها گذاشتن «چند پره آلومینیومی» روی قطعه کافی نیست. انتخاب و نصب صحیح، رمز موفقیت در بهینه‌سازی حرارتی مدار است.
اگر طراح برد، علاقه‌مند به پروژههای آردوینو، یا فروشنده تجهیزات الکترونیکی هستید، شناخت درست و انتخاب دقیق هیتسینک یکی از قدم‌های مهم حرفهای بودن در این حوزه خواهد بود.ولتاتک، واردکننده و تامین‌کننده تجهیزات الکترونیکی، آماده ارائه مشاوره تخصصی و بهترین قیمت بازار به شماست.
