Útmutató a termikus határfelületi anyagokhoz
Termikus határfelületi anyagok (TIM-ek), létfontosságú szerepet játszanak a két vagy több szilárd felület közötti hővezetésben.
Olyan ez, mint a tökéletes szendvics - amikor azt hiszed, hogy megvan, beleharapsz, és máris üres a szendvics. A hőhatároló anyagok hasonlóak a szendvics rejtett elemeihez. Létfontosságú szerepet játszanak.
A termikus határfelületi anyagok fontos szerepet játszanak az elektronikus eszközök alkatrészeinek biztonságában és működőképességének biztosításában. Kitöltik a két felület közötti rést, javítják a hőátadás hatékonyságát és védik az elektronikus alkatrészeket. Ezáltal javul a teljes hőkezelő rendszer teljesítménye.
A termikus határfelületi anyagokról szóló útmutatóban segítünk megérteni a termikus határfelületi anyagok alapfogalmait. Emellett elmagyarázzuk a különböző anyagtípusokat is. Végül pedig kitérünk a legfontosabb tényezőkre, amelyeket figyelembe kell vennie, amikor egy adott alkalmazáshoz kiválaszt egy TIM-et.
Tartalomjegyzék
Mik azok a termikus határfelületi anyagok?
A termikus határfelületi anyagok (TIM-ek) kulcsszerepet játszanak az elektronikus eszközök hőkezelésében. Költséghatékony, energiahatékony passzív hőkezelési megoldást jelentenek. A TIM-eket úgy tervezték, hogy hatékonyan fenntartsák az elektronikus eszközök és alkatrészek üzemi hőmérsékletét.
A TIM-ek széles választéka áll rendelkezésre. Ezek közé tartoznak a fázisváltó anyagok, hézagkitöltők és hővezető zsírok. Vannak kevésbé elterjedt anyagok is.
Arra tervezték őket, hogy hőt adjanak át két vagy több elektronikus alkatrész felülete között. Létfontosságú szerepet játszanak az elektronikus eszközök hőmérsékletének fenntartásában.
A termikus határfelületi anyagok típusai
A különböző iparágakban a különböző hőkezelési igények kielégítésére különböző termikus interfészeket használnak. A leggyakoribb típusok közé tartoznak a hővezető szalagok, zsírok, gélek, hővezető ragasztók, dielektromos párnák, fázisváltó anyagok és fejlett anyagok. Itt áttekintjük a főbb típusokat, hogy segítsük a különböző alkalmazásokhoz szükséges megalapozott választást.
Hővezető szalagok
A hővezető szalagokat számos alkalmazásban használják. Mechanikai stabilitással és ragasztási tulajdonságokkal rendelkező hőelvezető kapcsolatként használják őket.
A hővezető szalagok működéséhez csak nyomás szükséges. Más alternatív interfész-anyagokhoz képest nagyon alacsony hardverigényük van.
Az emberek általában arra használják, hogy LED-lámpákat és félvezetőcsomagokat ragasszanak a hűtőfelületekre. Általában azonban nem alkalmas a homorú felső felülettel rendelkező BGA (Ball Grid Array) csomagokhoz.
Paszták, gyurmák, gélek és zsírok
Ezeket a termékeket szobahőmérsékleten folyékony állapotban állítják elő. Szabálytalan felületek vagy nem érintkező felületek közötti hézagok kitöltésére szolgálnak. A zsírokat vékony rétegben alkalmazzák a felületek közötti hőellenállás csökkentésére.
Ezeket a termékeket általában úgy tervezik, hogy eleve ne legyenek vezetőképesek, vagy a követelményektől függően vezetőképesek. A szigetelést igénylő elektronikus berendezésekben való alkalmazásuk azonban valószínűleg problémás lehet. A mérnököket jó előre tájékoztatni kell a lehetséges problémákról.
Fázisváltó anyagok
Fázisváltó anyag (PCM) alacsonyabb hőmérsékleten, jellemzően 131 és 149 °F közötti tartományban szilárdból folyadékká alakul. Ezek a zsíralapú határfelületi anyagok alternatíváját jelentik.
Az egyedi fázisváltozási tulajdonságok megkönnyítik a kezelést és a feldolgozást. Magasabb üzemi hőmérsékleten is megőrzik a folyadékok nedvesítő tulajdonságait.
Ez a tulajdonság lehetővé teszi a PCM számára, hogy tisztább kézi folyamatot érjen el szárítási problémák nélkül. A jövőben pedig előre összeállíthatók.
Beöntő és folyékony ragasztók
A termikus ragasztók olyan ragasztók, amelyeket egyidejű hőátadásra terveztek. Ezek lehetnek nyomásérzékeny szalagok, nyomásérzékeny lapok vagy folyékonyan kikeményedő formák formájában. A termikus ragasztóanyagokat elsősorban védőburkolat biztosítására használják. Emellett lehetővé teszik a hőátadást a rendszer belsejéből a burkolat felé. A hőszigetelő vegyületek különböző ragasztó és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezhetnek a kikeményedés után, némelyikük még gumiszerű és puha textúrát is megtartja, amikor teljesen kikeményedik.
Fejlett anyagok
Ez egy új típusú hővezető anyag. A termikus anyagok viszonylag új összetételén alapul. Ezek az anyagok pirolitikus grafiton alapulnak, amely szokatlan anizotróp tulajdonságokkal rendelkezik.
Ezek az anyagok alkalmasak a hő átvitelére szűk helyeken. Emellett rugalmasak és mérsékelten vezetőképesek.
Különösen hasznosak a modern fogyasztói eszközök és alkalmazások számára. A kiváló minőségű hőkezelési megoldásokra van kereslet.
Hézagkitöltés: méretbeli megfontolások
A megfelelő hőhatároló anyag kiválasztásakor részletesen ismerje meg az alkalmazás méreteit. Kerülje el a rossz döntéseket, különösen a hézagkitöltés végrehajtásakor. A termikus határfelület a hűtőborda és az alkatrész közötti aprócska tér. Az ott használt hővezető közeg a TMI.
A termikus határfelületek általában nagyon kicsik, jellemzően mikronokban mérve. A hézagkitöltő alkalmazások inkább az elem és az elektronikus egységet körülvevő fémház közötti távolságot vizsgálják. Ezt a távolságot általában milliméterben mérik.
A milliméterek és mikronok közötti méretbeli különbség kritikus a választott hővezető anyag teljesítménye szempontjából. A megfelelő hővezető anyag kiválasztása segíthet minimalizálni az elektronikus eszközök túlmelegedésének lehetőségét.
A hézagkitöltő anyag kiválasztásakor ügyeljen arra, hogy az vezető és elég keskeny legyen az alkalmazáshoz. Sok hézagkitöltő anyag szilikonból készül, mivel a szilikon változó és hővezető. Ezenkívül egyes hőtárolók tartalmazhatnak kerámiaport a hővezetés javítása érdekében.
Az epoxik és a gumik, mint például a szilikongumi, jellemzően alacsony hővezető képességgel rendelkeznek. Ezért elsősorban eszközök elektromos szigetelésére használják őket. A hőelvezetés során az eszközök összekötésére is használják őket. A hézagkitöltő anyag kiválasztásakor gondosan figyelembe kell venni annak hővezető képességét és alkalmasságát.
Hővezető párnák és paszta
A hővezető anyag kiválasztásakor számos lehetőség áll rendelkezésre, például hővezető párnák és paszták. Annak eldöntése, hogy milyen típusú hővezető anyagot választ, olyan tényezőktől függ, mint az alkalmazás, a gyártás tervezése és az elérendő legfontosabb tulajdonságok.
A hőszigetelő alátét vagy a hőpaszta kiválasztása attól függ, hogy a hűtőbordát kell-e rögzíteni a helyére egy illesztőanyaggal. Ha igen, akkor egy ragasztóanyag, például egy hővezető párna jobb választás lehet.
A hővezető párnák további előnyt jelentenek. Gyakran előre a megfelelő méretre vannak vágva, hogy biztosítsák a simább felhordást.
Fontos azonban megjegyezni, hogy mindkét lehetőség vastagabb határfelületi réteget és nagyobb hőellenállást eredményez. A lehetőségek mérlegelésekor figyelembe kell venni a választott vegyület teljesítménykövetelményeit. Figyelembe kell venni az alkalmazási feltételek ismeretét is.
Az eltérő hőtechnikai követelmények és környezeti feltételek miatt bármelyik lehetőség megfelelőbb lehet egy adott helyzetben.
A megfelelő TIM kiválasztása az Ön alkalmazásához
Vegye figyelembe a következő kulcsfontosságú tulajdonságokat, amikor kiválasztja az alkalmazásához megfelelő termikus határfelületi anyagot (TIM).
Hővezető képesség: A TIM hővezető képessége kulcsfontosságú mutatója annak, hogy a TIM mennyi hőt képes átadni a határfelületen keresztül. A nagyobb hővezető képességű anyagok jellemzően jobb hőátadási teljesítményt nyújtanak. Ez fontos tényező, amelyet figyelembe kell venni a különböző TIM-anyagok összehasonlításakor.
Könnyű alkalmazás és telepítés: Az alkalmazás és a telepítés költségei szintén befolyásolják a TIM kiválasztását. Például egy öntőanyag TIM-ként való használata további folyamatokat igényel az alkatrészek rögzítéséhez. Ez meghosszabbítja az összeszerelési időt. Ezen a ponton lehet, hogy a hővezető szalag jobb választás. Ezért a TIM kiválasztásakor az összköltséget is figyelembe kell venni.
Teljesítmény megbízhatóság: A TIM-nek következetesen és megbízhatóan kell működnie az elektronikus eszköz teljes élettartama alatt. Ez különösen fontos a hosszú távú megbízhatóságot igénylő alkalmazások esetében. Ilyen például a repüléstechnikai és a távközlési berendezések. Ezért a TIM-et úgy kell kiválasztani, hogy az megbízható és stabil legyen. Hosszú távú támogatást kell nyújtania az elektronikus berendezés optimális teljesítményének fenntartásához.
Kompatibilitás a hűtőborda anyagokkal: A kompatibilitás olyan tényező, amelyet könnyen figyelmen kívül lehet hagyni. Bizonyos esetekben jelentős problémákat okozhat. Fontos feladat a TIM kompatibilitásának ellenőrzése a felhasznált hővezető ragasztókkal vagy hűtőborda anyagokkal. Ezzel megelőzhetők az esetleges káros hatások.
Környezeti tényezők: A TIM kiválasztása előtt figyelembe kell venni a környezeti tényezőket és a lehetséges hőingadozásokat. Ellenőrizze a TIM teljesítményét különböző környezeti feltételek mellett. Győződjön meg arról, hogy a TIM megbízhatóan működik a különböző környezetekben.
A termikus határfelületi anyagok alkalmazásai
A hőhatároló anyagok a hatékony hőkezelő rendszerek kulcsfontosságú összetevői. Az iparágak széles körében használják őket az elektronikus eszközök hatékony hőelvezetésének biztosítására és a helyi hőmérsékleti túlterhelések megelőzésére. Az alábbiakban néhány fontosabb iparágat mutatunk be, ahol hőhatároló anyagokat használnak:
Távközlés: A távközlési ipari berendezések jellemzően nagymértékben integrált és nagy teljesítménysűrűségű környezetben működnek. A TIM-eket távközlési bázisállomásokon és kommunikációs berendezésekben használják. Szintén használatosak száloptikai kommunikációs berendezésekben. A TIM-ek biztosítják a hő hatékony átvitelét és elvezetését ezekből a berendezésekből, fenntartva a biztonságos üzemi hőmérsékletet.
Szolgálók: A szerverekben és adatközpontokban található nagy teljesítményű számítástechnikai berendezések sok hőt termelnek. A TIM-ek fontos szerepet játszanak a szerver központi feldolgozó egységében (CPU), grafikus feldolgozó egységében (GPU) és más hőelvezető alkatrészekben. Fenntartják a berendezés stabilitását és teljesítményét.
Játék: A játékiparban használt nagy teljesítményű grafikus processzorok hatékony hőkezelő rendszert igényelnek, hogy megakadályozzák az eszköz túlmelegedését. A TIM-eket széles körben használják játékkonzolokban, grafikus kártyákban és más játékeszközökben. Ezek biztosítják, hogy ezek az eszközök nagy terhelés mellett is megfelelő üzemi hőmérsékletet tartsanak fenn.
Autóipar: A modern gépjárművek egyre több elektronikus eszközt tartalmaznak. Ezek közé tartoznak a motorvezérlő egységek, az infotainment rendszerek és a vezetőtámogató technológiák. A TIM-ek biztosítják, hogy ezek az elektronikus alkatrészek a járműben uralkodó hőmérsékleti viszonyok széles tartományában megfelelően működjenek.
Repülőgépipar: Az űrhajózási ágazat nagy követelményeket támaszt az elektronikus berendezések hőmérséklet-szabályozásával szemben. A TIM-ek kulcsszerepet játszanak a repülőgépek és űrhajók elektronikai rekeszeiben, navigációs rendszereiben és kommunikációs berendezéseiben. Biztosítják, hogy a berendezések szélsőséges környezetben is megbízhatóan működjenek.
Következtetés
A termikus határfelületi anyagok (TIM-ek) számos iparágban alapvető és kulcsfontosságú elemet jelentenek. Megbízható támogatást nyújtanak a hatékony hőkezelési rendszerekhez. A távközléstől a szerverekig, a játékiparban, az autóiparban és a repülőgépiparban nem kis szerepet játszanak. Biztosítják, hogy az elektronikus eszközök hatékonyan tudják elvezetni a hőt a nagy teljesítményű és nagy teljesítményű környezetekben. Emellett megakadályozzák a helyi hőmérsékleti túlterhelést, és fenntartják a berendezések biztonságos üzemi hőmérséklettartományát.
Professzionális gyártóként, Trumonytechs szorosan együttműködik ügyfeleinkkel. Megértik az anyagtípusokkal és alkalmazásokkal kapcsolatos preferenciáikat. Folyamatosan tesztelnek. Teljes mértékben elkötelezettek vagyunk amellett, hogy segítsük ügyfeleinket abban, hogy megtalálják az igényeiknek leginkább megfelelő TIM-et. elkötelezettek a nagy teljesítményű/minőségű termékek biztosítása mellett.
Facebook
Twitter
LinkedIn
Kapcsolódó bejegyzések
