5G اسٹیشنوں کے تھرمل چیلنجز

2025 تک، ٹیلی کمیونیکیشن انڈسٹری دنیا کی 20 فیصد بجلی استعمال کرے گی، اور موبائل کمیونیکیشن نیٹ ورک میں، بیس سٹیشن بجلی کے بڑے صارفین ہیں، اور تقریباً 80 فیصد توانائی کی کھپت وسیع پیمانے پر تقسیم شدہ بیس سٹیشنوں سے آتی ہے۔ زیادہ گھنے بیس اسٹیشنوں کا مطلب ہے زیادہ توانائی کی کھپت، جو کہ 5G نیٹ ورکس کے لیے لاگت کا ایک بڑا چیلنج ہے۔

توانائی کی ساخت کے لحاظ سے، بجلی کی کھپت کا مطلب ہے زیادہ لاگت اور ماحولیاتی آلودگی پر بالواسطہ دباؤ۔ تھرمل ڈیزائن کے نقطہ نظر سے، بیس سٹیشن کی گرمی کی پیداوار میں اضافہ ہوتا ہے، اور درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے میں دشواری اچانک بڑھ جاتی ہے.

انجینئرز جنہوں نے مواصلاتی صنعت میں کام کیا ہے وہ جانتے ہیں کہ مواصلاتی بیس اسٹیشن عام طور پر عمارتوں کی چھتوں اور جنگل میں اونچی جگہوں پر لوہے کے فریموں پر نصب ہوتے ہیں۔ حجم اور وزن آلات کی تنصیب میں آسانی کے لیے اہم ہیں۔ اتفاق سے، تھرمل ڈیزائن میں بجلی کی کھپت، حجم اور وزن سبھی بنیادی ڈیزائن کی حدود کی شرائط ہیں۔

ماضی کی ڈیزائن کی عادات سے، بیس اسٹیشن ایک عام بند قدرتی گرمی کی کھپت کا آلہ ہے (آؤٹ ڈور ایپلی کیشن کو سخت پنروک اور ڈسٹ پروف کی ضرورت ہوتی ہے)۔ اجزاء سے حرارت خارج ہونے کے بعد، صرف دو جگہیں ہیں:

1. اندرونی آلات کے ذریعے جذب کیا جاتا ہے - حرارت اندرونی توانائی میں تبدیل ہو جاتی ہے، جس سے آلہ کا درجہ حرارت بڑھ جاتا ہے۔

2. درجہ حرارت کے فرق کی وجہ سے، حرارت کو اعلی درجہ حرارت والی چیز سے کم درجہ حرارت والی چیز میں منتقل کیا جاتا ہے - جب درجہ حرارت مستحکم ہوتا ہے، حرارت کی منتقلی کی شرح حرارت کی پیداوار کی شرح =۔

مصنوعات کے حجم اور وزن کو کم کرنے کے لیے، اس طرح کی مصنوعات کے تھرمل ڈیزائن کی مانگ گرمی کی منتقلی کی کارکردگی کو زیادہ سے زیادہ کرنے اور اسی جگہ میں حرارت کی منتقلی کی تھرمل مزاحمت کو کم کرنے کے لیے تیار ہوئی ہے۔ یہاں حرارت کی منتقلی کی حرارتی مزاحمت کو اندرونی تھرمل مزاحمت اور بیرونی تھرمل مزاحمت میں تقسیم کیا گیا ہے۔

اندرونی تھرمل مزاحمت میں کمی کے لیے چپ کی معقول ترتیب کی ضرورت ہوتی ہے، تاکہ گرمی کا منبع خود گرمی کی کھپت کے خول کے قریب ہو۔ یہ ہارڈ ویئر انجینئرز اور تھرمل ڈیزائن انجینئرز کے درمیان ایک باہمی تعاون کی کوشش ہے۔

مادی نقطہ نظر سے، ایک تھرمل انٹرفیس مواد کو چپ اور ہاؤسنگ کے درمیان لاگو کرنے کی ضرورت ہے۔ 5G بیس سٹیشنز تھرمل انٹرفیس مواد میں زبردست بہتری کو فروغ دے سکتے ہیں، جو درج ذیل پہلوؤں سے ظاہر ہوتے ہیں:

1. سب سے کم ممکنہ تھرمل مزاحمت - اعلی تھرمل چالکتا اور بہتر انٹرفیس گیلا کرنے کی ضرورت ہے۔

2. قابل اعتماد - بیس اسٹیشن پیچیدہ بیرونی ماحول میں، پوری دنیا میں استعمال کیے جاتے ہیں، درجہ حرارت کی حد -40C~55C کے ساتھ، اور ناکامیوں کے بعد دیکھ بھال مشکل ہے - بہترین تھرمل استحکام، اینٹی ساگ، اینٹی کریکنگ

3. استعمال کی اہلیت - 5G بیس اسٹیشنز بڑی مقدار میں استعمال ہوتے ہیں، اور ایک سے زیادہ چپس چیسس کی گرمی کی کھپت کو شیئر کرتی ہیں، جس کے لیے مواد کی اسمبلی کے آٹومیشن اور اسمبلی کے عمل کے دوران پیدا ہونے والے تناؤ کی ضرورت ہوتی ہے۔

کیسنگ کے نقطہ نظر سے، بجلی کی کھپت میں اضافہ ہوتا ہے، اور بیس سٹیشن کی زیادہ بجلی کی کھپت والے میٹریل لیول سے مماثل بنانے کے لیے زیادہ معقول فن فارم تیار کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، اور کم کثافت، بہتر تھرمل چالکتا اور مضبوط سنکنرن مزاحمت والے مواد۔ کی ضرورت ہے بیس اسٹیشن میں انفلیشن پلیٹ کا اطلاق اس کی اعلی تھرمل چالکتا اور کم کثافت پر مبنی ہے۔ کم کثافت اور اعلی تھرمل چالکتا کی خصوصیات کی وجہ سے، بیس سٹیشنوں میں دو مرحلے کے بہاؤ کی مصنوعات کا اطلاق زیادہ سے زیادہ وسیع ہو جائے گا. نیم ٹھوس ڈائی کاسٹنگ اور دیگر عملوں کے عروج نے ڈائی کاسٹنگ کیسنگ میٹریل کی تھرمل چالکتا میں بہتری کو بھی فروغ دیا ہے۔

قدرتی گرمی کی کھپت کی کارکردگی محدود ہے۔ طاقت میں اضافے کے ساتھ، بیس اسٹیشنوں کی ایئر کولنگ اور مائع کولنگ کا بھی مطالعہ کیا جا رہا ہے۔ جب درجہ حرارت کو اچھی طرح سے کنٹرول کیا جاتا ہے، تو یہ نہ صرف مصنوعات کی وشوسنییتا کو بہتر بناتا ہے، بلکہ آلہ کی بجلی کی کھپت کو بھی کم کرتا ہے۔