Gids voor thermische interfacematerialen

Home " Gids voor thermische interfacematerialen

Thermische interfacematerialen (TIM's)spelen een essentiële rol bij het geleiden van warmte tussen twee of meer vaste oppervlakken.

Het is als de perfecte sandwich - net als je denkt dat je hem hebt gemaakt, bijt je naar binnen en is hij leeg. Thermische interfacematerialen zijn vergelijkbaar met de verborgen elementen van een sandwich. Ze spelen een essentiële rol.

Thermische interfacematerialen spelen een belangrijke rol bij het garanderen van de veiligheid en functionaliteit van elektronische apparaatcomponenten. Ze vullen de ruimte tussen twee oppervlakken, verbeteren de efficiëntie van de warmteoverdracht en beschermen elektronische componenten. Dit verbetert de prestaties van het hele thermische managementsysteem.

In deze gids over thermische interfacematerialen helpen we je de basisconcepten van thermische interfacematerialen te begrijpen. We leggen ook de verschillende materiaalsoorten uit. Tot slot behandelen we de belangrijkste factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het kiezen van een TIM voor een specifieke toepassing.

Wat zijn thermische interfacematerialen?

Thermische Interface Materialen (TIM's) spelen een sleutelrol in het thermisch beheer van elektronische apparaten. Ze vormen een kosteneffectieve, energie-efficiënte oplossing voor passief thermisch beheer. TIM's zijn ontworpen om de bedrijfstemperatuur van elektronische apparaten en componenten effectief te handhaven.

Er is een breed assortiment TIM's beschikbaar. Hiertoe behoren materialen met faseverandering, spleetvullers en warmtegeleidende vetten. Er zijn ook minder gebruikelijke materialen.

Ze zijn ontworpen om warmte over te brengen tussen de oppervlakken van twee of meer elektronische componenten. Ze spelen een essentiële rol bij het op temperatuur houden van elektronische apparaten.

Soorten thermische interfacematerialen

Er worden verschillende thermische interfaces gebruikt om te voldoen aan specifieke behoeften op het gebied van thermisch beheer in verschillende industrieën. De meest voorkomende types zijn thermisch geleidende tapes, vetten, gels, thermisch geleidende kleefstoffen, diëlektrische pads, materialen met faseverandering en geavanceerde materialen. Hier behandelen we de belangrijkste types om u te helpen een weloverwogen keuze te maken voor verschillende toepassingen.

Thermische geleidende tapes

Thermische geleidende tapes worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen. Ze worden gebruikt als koellichaamverbinding met mechanische stabiliteit en kleefeigenschappen.

Thermische geleidende tapes hebben alleen druk nodig om te functioneren. Ze hebben zeer weinig hardware nodig in vergelijking met andere alternatieve interfacematerialen.

Mensen gebruiken het vaak om LED-lampjes en halfgeleiderpakketten op koellichaamoppervlakken te plakken. Het is echter meestal niet geschikt voor BGA-pakketten (Ball Grid Array) met concave oppervlakken.

Pasta's, Putties, Gels en Vetten

Deze producten worden geproduceerd in vloeibare toestand bij kamertemperatuur. Ze worden gebruikt om onregelmatige oppervlakken of openingen tussen contactloze oppervlakken op te vullen. Vetten worden in dunne lagen aangebracht om de thermische weerstand tussen oppervlakken te verminderen.

Deze producten zijn meestal ontworpen om in het begin niet-geleidend te zijn, of geleidend afhankelijk van de vereisten. Het gebruik ervan in elektronische apparatuur die isolatie vereist, kan echter problemen opleveren. Ingenieurs moeten ruim van tevoren worden geïnformeerd over mogelijke problemen.

Materialen met faseverandering

Phase Change Material (PCM) veranderen van een vaste stof in een vloeistof bij lagere temperaturen, meestal in het bereik van 131 tot 149 °F. Ze zijn een alternatief voor interfacematerialen op vetbasis.

Door de unieke eigenschappen van faseverandering zijn ze gemakkelijker te hanteren en te verwerken. Ze behouden ook de bevochtigingseigenschappen van vloeistoffen bij hogere bedrijfstemperaturen.

Dankzij deze eigenschap kan PCM een netter handmatig proces realiseren zonder droogproblemen. En ze kunnen in de toekomst voorgemonteerd worden.

Potgrond en vloeibare lijmen

Thermische lijmen zijn lijmen die ontworpen zijn voor gelijktijdige warmteoverdracht. Ze kunnen de vorm hebben van drukgevoelige tapes, drukgevoelige vellen of vloeibaar uitgeharde vormen. Thermische potting compounds worden voornamelijk gebruikt om een beschermende inkapseling te bieden. Ze zorgen ook voor warmteoverdracht van de binnenkant van het systeem naar de behuizing. Hot potting compounds kunnen na uitharding verschillende hechtende en mechanische eigenschappen hebben, waarbij sommige zelfs een rubberachtige en zachte textuur behouden wanneer ze volledig zijn uitgehard.

Geavanceerde materialen

Dit is een nieuw type thermisch geleidend materiaal. Het is gebaseerd op een relatief nieuwe samenstelling van thermische materialen. Deze materialen zijn gebaseerd op pyrolytisch grafiet, dat ongewone anisotrope eigenschappen heeft.

Deze materialen zijn geschikt voor het overbrengen van warmte in krappe ruimtes. Ze zijn ook flexibel en matig geleidend.

Ze zijn vooral nuttig voor moderne consumentenapparaten en -toepassingen. Er is vraag naar hoogwaardige oplossingen voor thermisch beheer.

Gap Fill: Dimensionale overwegingen

Bij het kiezen van het juiste thermische interfacemateriaal moet je de afmetingen van de toepassing in detail begrijpen. Vermijd slechte beslissingen, vooral bij het opvullen van gaten. De thermische interface is de kleine ruimte tussen het koellichaam en de component. Het thermische geleidende medium dat daar wordt gebruikt is TMI.

Thermische interfaces zijn meestal erg klein, meestal gemeten in microns. Bij gap fill-toepassingen gaat het meer om de afstand tussen het element en de metalen behuizing die de elektronische assemblage omhult. Deze afstand wordt meestal gemeten in millimeters.

Het dimensionale verschil tussen millimeters en microns is cruciaal voor de prestaties van het gekozen warmtegeleidende materiaal. Door een geschikt thermisch geleidend materiaal te kiezen kan de kans op oververhitting van elektronische apparaten geminimaliseerd worden.

Zorg er bij het kiezen van een opvulmateriaal voor kieren voor dat het geleidend en smal genoeg is voor de toepassing. Veel spleetvullers zijn gemaakt van siliconen omdat siliconen variabel en thermisch geleidend zijn. Bovendien kunnen sommige thermische pads keramische poeders bevatten om de thermische geleiding te verbeteren.

Epoxies en rubbers, zoals siliconenrubbers, hebben meestal een lage thermische geleidbaarheid. Daarom worden ze voornamelijk gebruikt om apparaten elektrisch te isoleren. Ze worden ook gebruikt om apparaten te hechten tijdens warmteafvoer. Bij het kiezen van een materiaal om een spleet op te vullen, moet zorgvuldig rekening worden gehouden met de thermische geleidbaarheid en geschiktheid.

Thermisch geleidende pads en pasta

Bij het kiezen van een thermisch geleidend materiaal zijn er verschillende opties beschikbaar, zoals thermisch geleidende pads en pasta's. De keuze van het type thermisch geleidend materiaal hangt af van factoren zoals je toepassing, het productieontwerp en de belangrijkste eigenschappen die bereikt moeten worden. Welke soort thermisch geleidend materiaal je kiest, hangt af van factoren zoals je toepassing, productieontwerp en de belangrijkste eigenschappen die bereikt moeten worden.

De keuze voor een thermisch kussen of thermische pasta hangt af van de vraag of het koellichaam op zijn plaats moet worden gehouden door een tussenlaag. Als dat het geval is, kan een verbindingsmiddel, zoals een thermisch geleidende pad, een betere keuze zijn.

Thermisch geleidende pads bieden een extra voordeel. Ze zijn vaak voorgesneden op de juiste maat voor een vlottere toepassing.

Het is echter belangrijk op te merken dat beide opties een dikkere interfacelaag en een hogere warmteweerstand introduceren. Bij het afwegen van de opties moet rekening worden gehouden met de prestatievereisten van de gekozen verbinding. Men moet ook rekening houden met de kennis van de toepassingsomstandigheden.

Verschillende thermische vereisten en omgevingsomstandigheden kunnen beide opties geschikter maken voor een bepaalde situatie.

De juiste TIM voor uw toepassing kiezen

Houd rekening met de volgende belangrijke eigenschappen bij het kiezen van het juiste thermische interfacemateriaal (TIM) voor uw toepassing.

Warmtegeleidingsvermogen: De thermische geleidbaarheid van een TIM is een belangrijke indicator van de hoeveelheid warmte die de TIM door de interface kan geleiden. Materialen met een hoger warmtegeleidingsvermogen leveren doorgaans betere prestaties op het gebied van warmteoverdracht. Dit is een belangrijke factor om in overweging te nemen bij het vergelijken van verschillende TIM materialen.

Eenvoudig aan te brengen en te installeren: De kosten van toepassing en installatie beïnvloeden ook de keuze van de TIM. Het gebruik van een potting compound als TIM vereist bijvoorbeeld enkele extra processen om de componenten vast te zetten. Dit verlengt de montagetijd. Op dit punt kan het zijn dat thermisch geleidende tape een betere optie is. Daarom moet bij de keuze van een TIM ook rekening worden gehouden met de totale kosten.

Betrouwbaarheid van de prestaties: De TIM moet consistent en betrouwbaar werken gedurende de levenscyclus van het elektronische apparaat. Dit is vooral belangrijk voor toepassingen die een langdurige betrouwbaarheid vereisen. Bijvoorbeeld luchtvaart- en telecomapparatuur. Daarom moet de TIM zodanig worden gekozen dat deze betrouwbaar en stabiel is. Het moet langdurige ondersteuning bieden om de optimale prestaties van de elektronische apparatuur te handhaven.

Compatibiliteit met koellichaammaterialen: Compatibiliteit is een factor die gemakkelijk over het hoofd kan worden gezien. In sommige gevallen kan het aanzienlijke problemen veroorzaken. Het controleren van de compatibiliteit van de TIM met de gebruikte thermische lijmen of koellichaammaterialen is een belangrijke taak. Het voorkomt mogelijke nadelige effecten.

Omgevingsfactoren: Omgevingsfactoren en potentiële thermische variaties moeten in overweging worden genomen voordat een TIM wordt gekozen. Controleer de werking van de TIM onder verschillende omgevingscondities. Zorg ervoor dat de TIM betrouwbaar werkt in verschillende omgevingen.

Toepassingen van thermische interfacematerialen

Thermische interfacematerialen zijn een belangrijk onderdeel van efficiënte systemen voor thermisch beheer. Ze worden gebruikt in een groot aantal industrieën om een effectieve warmteafvoer van elektronische apparaten te garanderen en lokale temperatuuroverbelasting te voorkomen. Hieronder volgen enkele van de belangrijkste industrieën waar thermische interfacematerialen worden gebruikt:

Telecommunicatie: Apparatuur voor de telecommunicatie-industrie werkt meestal in sterk geïntegreerde omgevingen met een hoge vermogensdichtheid. TIM's worden gebruikt in telecombasisstations en communicatieapparatuur. Ze worden ook gebruikt in glasvezelcommunicatieapparatuur. TIM's zorgen ervoor dat warmte efficiënt wordt overgedragen en afgevoerd uit deze apparatuur, waardoor veilige bedrijfstemperaturen worden gehandhaafd.

Servers: Krachtige computerapparatuur in servers en datacenters genereert veel warmte. TIM's spelen een belangrijke rol in de centrale verwerkingseenheid (CPU), grafische verwerkingseenheid (GPU) en andere componenten voor warmteafvoer van de server. Ze handhaven de stabiliteit en prestaties van de apparatuur.

Gamen: Grafische processors met hoge prestaties in de game-industrie vereisen een effectief thermisch beheersysteem om te voorkomen dat het apparaat oververhit raakt. TIM's worden veel gebruikt in spelconsoles, grafische kaarten en andere spelapparaten. Ze zorgen ervoor dat deze apparaten onder hoge belasting de juiste bedrijfstemperatuur behouden.

Automobiel: Moderne auto's bevatten steeds meer elektronische apparaten. Hiertoe behoren motorbesturingseenheden, infotainmentsystemen en technologieën voor bestuurdersassistentie. TIM's zorgen ervoor dat deze elektronische componenten naar behoren werken in een breed temperatuurbereik in het voertuig.

Ruimtevaart: De lucht- en ruimtevaartsector stelt hoge eisen aan de temperatuurregeling van elektronische apparatuur. TIM's spelen een sleutelrol in de elektronische compartimenten, navigatiesystemen en communicatieapparatuur in vliegtuigen en ruimtevaartuigen. Ze zorgen ervoor dat de apparatuur betrouwbaar werkt in extreme omgevingen.

Conclusie

Thermische interfacematerialen (TIM's) zijn een essentieel en belangrijk element in verschillende industrieën. Ze bieden betrouwbare ondersteuning voor efficiënte systemen voor thermisch beheer. Van telecom tot servers, gaming, auto-industrie en luchtvaart, ze spelen geen kleine rol. Ze zorgen ervoor dat elektronische apparaten effectief warmte kunnen afvoeren in omgevingen met veel vermogen en hoge prestaties. Ze voorkomen ook plaatselijke temperatuuroverbelasting en handhaven een veilig bedrijfstemperatuurbereik voor de apparatuur.

Als professionele fabrikant, Trumonytechs werkt nauw samen met onze klanten. Ze begrijpen hun voorkeuren voor materiaalsoorten en toepassingen. Ze testen voortdurend. We zetten ons volledig in om onze klanten te helpen bij het vinden van de meest geschikte TIM voor hun behoeften. toegewijd aan het leveren van hoogwaardige producten.