كيفية تغيير المعجون الحراري للمعالج من الكومبيوتر

مقدمة

إن الحفاظ على درجة حرارة عمل آمنة للمعالج هو أساس متانة أي نظام حاسوبي وأداءه المستقر على المدى الطويل. يلعب المعجون الحراري (Thermal Paste/Compound) دورًا حاسمًا في ردم الفجوة المجهرية بين سطح المعالج وسطح قاعدة المبدِّد الحراري (Heatsink)، بما يضمن انتقالًا فعالًا للحرارة. يؤدي جفاف هذا المعجون أو استخدامه بصورة خاطئة إلى ارتفاع حرارة النواة، خفض سرعة التردد تلقائيًا (Thermal Throttling)، تكرار إعادة التشغيل (Reboots)، أو حتى تلف الدوائر الدقيقة. يقدم هذا المقال الموسَّع كل ما يحتاجه الفني أو الهاوي المحترف لفهم المعجون الحراري علميًا، اختيار أفضل الأنواع، وتطبيقه وفق أفضل الممارسات المعتمدة صناعيًا.

1. أساسيات التوصيل الحراري داخل الحاسوب

1.1 انتقال الحرارة بالموصلية في الإلكترونيات الدقيقة

يفترض قانون فورييه أن كمية الحرارة المنتقلة تتناسب طرديًا مع فرق درجات الحرارة ومعامل التوصيل. في بنية المعالج، يكون الحدُّ الأكثر مقاومة للنقل الحراري هو الطبقة الهوائية المجهرية غير المرئية بين IHS وHeatsink، ويأتي المعجون ليملأ تلك الفجوة.

1.2 دور السطوح الميكروسكوبية

حتى عند صقل النحاس أو النيكل يصل الخشون المتوسط (Ra) إلى 0.4 ميكرومتر، ما يخلق “وهادًا” تحتجز هواءً. المعجون الحراري يتكوّن من مادة أساس (بوليمر أو ميتال) وجزيئات موصلة (أكسيد ألومنيوم، أكسيد زنك، فضة، أو جاليوم)، فيدفع الهواء خارج الوهد، ويخلق جسرًا حراريًا.

1.3 لماذا يجف المعجون؟

• تطاير المذيبات في التركيبات السيليكونية الرخيصة.
• دورات التسخين – التبريد الحرارية التي تسبب تمددًا وانكماشًا دوريًّا.
• ضغط تثبيت المبدِّد الحراري غير المتزن الذي يُحدِث جيوبًا هوائية تتأكسد بمرور الوقت.

2. معايير اختيار المعجون الحراري

الجدول الآتي يختصر أشهر الفئات التجارية، خصائصها، ومعاملاتها الحرارية (W/m·K):

معايير الحسم:

1. معامل التوصيل مع الأخذ في الاعتبار قدرة جهاز التبريد الكلية.
2. الموصلية الكهربائية لتجنُّب قِصر الدارات إذا انسكب المعجون.
3. حساسية المستخدم للمخاطر (تفاعُل الجاليوم مع الألمنيوم).
4. عامل العمر الافتراضي والزمن المطلوب للصيانة الدورية.

3. الأدوات المطلوبة قبل البدء

• معجون حراري مناسب حديث الإنتاج
• منظف آيزوبروبانول ≥ 90٪
• قطن طبي خالٍ من الألياف أو مناديل مايكروفايبر
• كحول إيزو لقطع الشحوم (بديل: ArcticClean/صابون أطباق مخفف)
• أعواد تنظيف أذن أو فرشاة مضادة للكهرباء الساكنة
• بطاقة بلاستيكية أو أداة فرد (Spreader)
• مفك براغٍ مناسب لصامولات المبدِّد
• سوار تأريض مضاد للكهرباء الساكنة
• معجون لاصق حراري للـHeatsink إذا كان مثبتًا بكليب
• برنامج مراقبة حرارة (HWiNFO، CoreTemp) ومقياس حرارة ليزر للتأكيد الخارجي

4. خطوات الوقاية والسلامة

1. فصل التيار وإفراغ المكثفات: افصل الحاسوب عن الطاقة واضغط زر التشغيل 5 ثوانٍ.
2. تأريض الجسم: ارتدِ سوار ESD أو المس هيكلًا معدنيًا مؤرضًا.
3. تفريغ الكهرباء الساكنة للمعجون: أبقِ الأنبوب مقفلاً حتى لحظة التطبيق.
4. عدم لمس سطح IHS بيد مكشوفة: الزيوت البشرية تعيق الموصلية.

5. تفكيك نظام التبريد

5.1 فك المراوح والغطاء

افصل موصل 4-pin PWM، التقط صورًا لمكان الأسلاك لتيسير الإعادة.

5.2 تحرير المبدِّد الحراري

• بالنسبة لمبردات Intel LGA: فك البراغي الأربعة بالتعاقب قطريًا 1 → 3 → 2 → 4 بزوايا °45 كل مرة.
• بالنسبة لمقبس AMD AM4/AM5: حرر ذراع الإحكام ثم ارفع المبدِّد عموديًا ببطء لتجنب سحب المعالج معه.

تنويه: إذا التصق المبدِّد احتجز النظام الحراري المعجون كـ«صمغ»، شغّل الحاسوب 3 دقائق ثم أطفئه لإرخاء العجينة قبل الفك.

6. تنظيف السطوح القديمة

1. امسح الجزء الأكبر بمعادلة حركة دائرية بقطعة قطن جاف.
2. ضع بضع قطرات من آيزوبروبانول وامسح حتى يختفي اللمعان الزيتي.
3. كرر الخطوة على قاعدة المبدِّد بإزالة كل الرواسب.
4. عاين بزاوية مائلة تحت إضاءة قوية للتأكد من خلو السطح من الأوساخ.
5. اترك السطحين يجفّان تمامًا 60 ثانية لضمان تبخُّر الكحول.

7. تقنيات وضع المعجون

7.1 نقطة مركزية

الأكثر شيوعًا، قطرة بحجم حبة البازلاء (≈0.2 – 0.25 غ). يجري تسويتها تلقائيًا بضغط المبدد.

7.2 طريقة الخط

مثالية لمعالجات Intel مستطيلة (LGA1700): خط رفيع بطول نصف IHS.

7.3 المعجون السائل المعدني

استخدم فرشاة طلاء معدنية مرفقة؛ طبقة أرق بكثير (سمك ميكروني) تكفي، تأكد من عدم تجاوز حدود IHS.

7.4 التغطية اليدوية الشاملة

باستخدام بطاقة بلاستيكية، انشر طبقة متجانسة جدًا. مفيدة لأسطح المبدد غير المسطحة تمامًا.

خطأ شائع: زيادة كمية المعجون ظنًا أنه يبرد أفضل. الكمية الزائدة تعمل طبقة عازلة بدلًا من جسر ناقل.

8. إعادة تركيب النظام

1. ضع المبدد برفق بمحاذاة المسامير دون انزلاق أفقي.
2. شدّ البراغي بتسلسل قطري وبعزم متساوٍ تدريجي.
3. وصل مروحة التبريد بمنفذ CPU_FAN أو AIO_PUMP حسب نوع المبرد.
4. نظّف مسارات الكابلات لعدم عرقلة تدفق الهواء.
5. أغلق الصندوق وأعد توصيل الطاقة.

9. اختبار الأداء بعد التغيير

9.1 القياس في وضع الخمول

افتح HWiNFO وسجل درجات حرارة كل نواة بعد 10 دقائق من بدء التشغيل. يجب أن تكون أقل 5-15 °C مقارنة بالقياس قبل الصيانة.

9.2 اختبار التحميل الكامل

استخدم Prime95 (Blend) أو AIDA64 (System Stability). بعد 15 دقيقة لا يجب أن تتخطى الحرارة القصوى TjMax – 20 °C.

9.3 التحقق البصري

اقرأ مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء على جسم المبدد، فرق التحويل بين النواة والسطح يدل على جودة اللمس.

9.4 سجلات الأداء

دوّن القراءات في جدول زمني، فالتحسن الثابت يؤكد التطبيق السليم.

10. استكشاف الأخطاء

11. الصيانة الدورية والتخزين

• معدل التبديل الموصى به لمعجون سيليكوني عادي: كل 24 شهرًا للاستخدام المكتبي، وكل 12 شهرًا لكسر السرعة الثقيل.
• اللصق المعدني: رغم أدائه العالي، يوصى بفحصه بصريًا كل سنة، ولا حاجة للاستبدال إلا إذا لوحظ بهتان أو تغيير لون.
• التخزين: احتفظ بالأنبوب قائمًا في مكان جاف بدرجة حرارة 5-25 °C، وأحكم الإغلاق.

12. مواضيع متقدمة

12.1 فك الغطاء المعدني للمعالج (Delidding)

تقنية خطيرة لخفض 10-15 °C إضافية باختزال طبقة TIM الداخلية من المصنع. لا تُجرى إلا بأداة خاصة وضمان انعدام تحريف DIE.

12.2 التبريد الهجين

دمج تبريد مائي مع معجون نانو-ماسي يقلل المقاومة الحرارية الكلية (θ < 0.08 °C/W)، ملائم لمعالجات TDP > 250 W.

12.3 الاعتبارات البيئية

التخلص من المعجون القديم مع النفايات الإلكترونية؛ المركبات المحتوية على الفضة أو الجاليوم تصنف نفايات خطرة في بعض الدول.

13. أسئلة شائعة سريعة

هل يمكن استخدام معجون معالج الرسوميات للمعالج المركزي؟

نعم، شريطة مطابقته للمعايير المذكورة وضمان عدم كونه موصلًا كهربائيًا إذا كانت اللوحة محيطة بالمكثفات.

ما أعراض نفاد صلاحية الأنبوب؟

تكتل المزيج، ظهور فصل بين الزيت والجزيئات، تغير اللون إلى البني الداكن، صعوبة في الدفع.

ماذا يحدث إذا سقط معجون على اللوحة؟

افصل الطاقة، نظفه بكحول 99٪ وفرشاة ناعمة. معاجين الجاليوم تتلف النحاس؛ استبدل القسم المتضرر حينها.

في عالم التكنولوجيا والحوسبة، يعتبر تغيير المعجون الحراري للمعالج جزءًا مهمًا من صيانة الكمبيوتر وتحسين أدائه. المعجون الحراري هو مادة توضع بين معالج الحاسوب ومشتت الحرارة لتحسين انتقال الحرارة بينهما، مما يساعد في تبريد المعالج أثناء عمله. إليك شرح مفصل حول كيفية تغيير المعجون الحراري:

1. استعد الأدوات:
قبل البدء في عملية تغيير المعجون الحراري، تأكد من أنك قد حصلت على الأدوات اللازمة. ذلك يشمل مفكات البراغي المناسبة، ومواد تنظيف لتنظيف المعجون الحراري القديم.

2. إيقاف تشغيل الكمبيوتر:
قم بإيقاف تشغيل الكمبيوتر وافصله عن مصدر الطاقة. هذا يضمن عدم وجود تيار كهربائي يمكن أن يسبب إصابة أو تلفًا.

3. فصل المشتت الحراري:
افصل المشتت الحراري من المعالج بفك البراغي المثبتة على اللوحة الأم. قد تحتاج إلى البحث عن دليل اللوحة الأم لمعرفة كيفية فك المشتت بشكل صحيح.

4. تنظيف المعالج والمشتت:
باستخدام مواد تنظيف خاصة، قم بتنظيف المعالج وسطح المشتت من المعجون الحراري القديم. تأكد من إزالة أي أثار للمعجون القديم بعناية.

5. وضع المعجون الحراري الجديد:
ضع كمية صغيرة من المعجون الحراري الجديد في منتصف المعالج. يجب أن يكون الكم الذي تضعه مناسبًا؛ لا تضع كمية كبيرة أو قليلة.

6. إعادة تثبيت المشتت:
قم بإعادة تثبيت المشتت بعناية وثبته برباط البراغي بشكل متساوٍ لضمان توزيع الضغط بشكل صحيح.

7. إعادة تشغيل الكمبيوتر:
بعد إعادة تثبيت المشتت، قم بتشغيل الكمبيوتر وراقب درجات حرارة المعالج باستخدام برامج رصد الأداء للتأكد من تحسين الأداء وتبريد المعالج.

8. نوعية المعجون الحراري:
يوجد العديد من أنواع المعاجين الحرارية في السوق. يمكنك الاختيار بين المعاجين الحرارية ذات القاعدة السيليكونية، والتي تعتبر أقل تكلفة، وبين المعاجين ذات القاعدة المعدنية التي توفر أداءً حراريًا أفضل.

9. تقنيات التوزيع:
عند وضع المعجون الحراري، يُفضل استخدام تقنيات التوزيع المتساوي لتحقيق توزيع مثلى للمعجون على سطح المعالج. يمكن استخدام أداة مثل بطاقة بلاستيكية لتوزيع المعجون بشكل متساوٍ.

10. درجات الحرارة المناسبة:
يجب أن تكون الغرفة التي تقوم فيها بتغيير المعجون خالية من الغبار وتكون في درجة حرارة مناسبة. درجة الحرارة المحيطة تؤثر على خصائص المعجون الحراري ويمكن أن تؤثر على أدائه.

11. مراقبة درجات الحرارة:
بعد إعادة تشغيل الكمبيوتر، استخدم برامج مراقبة الحرارة للتحقق من أن درجات حرارة المعالج تبقى ضمن الحدود الآمنة. يمكن أن تساهم درجات حرارة منخفضة في تحسين استقرار النظام وطول عمر المعالج.

12. تأثير تغيير المعجون على الأداء:
قد تلاحظ فارقًا في أداء جهاز الكمبيوتر بعد تغيير المعجون الحراري، خاصة إذا كان المعجون القديم قد فقد فعاليته. تحسين في تبريد المعالج يمكن أن يؤدي إلى زيادة في سرعة التشغيل وثبات النظام.

13. تكرار التغيير:
يعتمد تكرار تغيير المعجون الحراري على الاستخدام وظروف البيئة. قد تحتاج إلى إعادة تطبيق المعجون بشكل دوري لضمان الأداء الأمثل.

من خلال اتباع هذه الخطوات والنصائح، يمكنك تحسين أداء جهاز الكمبيوتر الخاص بك وضمان تبريد فعال للمعالج، مما يسهم في تحسين كفاءة النظام وتجنب مشاكل الحرارة الزائدة.

في الختام، يمكن القول إن تغيير المعجون الحراري للمعالج يعتبر خطوة مهمة في صيانة الكمبيوترات وتحسين أدائها. باتباع الخطوات المناسبة، يمكنك تحسين توصيل الحرارة بين المعالج ومشتت الحرارة، مما يؤدي إلى تبريد أفضل وتحسين في أداء النظام. فيما يلي خلاصة للموضوع:

1. الأدوات والمواد:
   • تجهيز الأدوات المناسبة واختيار نوعية جيدة من المعجون الحراري.
2. إعداد الكمبيوتر:
   • إيقاف تشغيل الكمبيوتر وفصله عن مصدر الطاقة.
3. فصل المشتت:
   • فك براغي المشتت وإزالته بحذر.
4. تنظيف الأسطح:
   • تنظيف سطح المعالج وسطح المشتت من المعجون الحراري القديم بعناية.
5. تطبيق المعجون الجديد:
   • وضع كمية مناسبة من المعجون الحراري على المعالج.
6. إعادة تثبيت المشتت:
   • إعادة تثبيت المشتت بدقة وتثبيت البراغي بشكل متساوٍ.
7. إعادة التشغيل والمراقبة:
   • تشغيل الكمبيوتر ورصد درجات حرارة المعالج للتحقق من فعالية التبريد.
8. متابعة دورية:
   • التفكير في تكرار عملية تغيير المعجون بشكل دوري أو عند الحاجة.

باتباع هذه الخطوات والاستعانة بالمراجع والمصادر المتخصصة، يمكنك القيام بتغيير المعجون الحراري بسهولة وفعالية، مما يساهم في تحسين أداء حاسوبك وتوفير بيئة تبريد أفضل لمعالجك.

خاتمة

يُعد تغيير المعجون الحراري عملية صيانة أساسية تستحق الدقة والاهتمام؛ فهي الاستراتيجية الأولى للحفاظ على كفاءة التبريد، خفض الضجيج الناتج عن المراوح، وإطالة عمر المعالج. بتطبيق الخطوات التفصيلية واختيار المعجون الملائم، ستلاحظ تحسنًا فوريًا في درجات الحرارة وأداء أفضل تحت الضغط، ما ينعكس إيجابًا على استقرار النظام بالكامل سواء للاستخدام المكتبي أو لجلسات الألعاب الشاقة.

المراجع

1. Intel® Thermal/Mechanical Design Guidelines, Rev. Q4-2024.
2. ASHRAE Thermal Guidelines for Data Processing Environments, 5th Edition, 2023.
3. P. Popovich et al., “Effect of Thermal Interface Materials on CPU Temperature,” IEEE Thermal & Thermomechanical Phenomena, 2022.
4. Arctic Silver LLC, Technical Data Sheet, 2023.
5. J. Kremer, “Liquid Metal TIM and Galvanic Corrosion,” Journal of Electronic Materials 51(2), 2022.