Thermisch beheer is van het grootste belang in moderne elektronische apparaten Want naarmate ze zich ontwikkelen, nemen ook hun prestaties en functionaliteit toe en wordt er steeds meer warmte gegenereerd. Dit is hoe cruciaal thermisch beheer is in moderne elektronische apparaten en waarom de juiste thermische interfacematerialen kiezen essentieel is. Hier geeft Trumonytechs je het complete antwoord.
Inhoudsopgave
Het belang van thermisch geleidende interfacematerialen
Thermisch geleidende interfacematerialen in elektronische componenten in een breed scala van thermische toepassingen kan vullen de kloof tussen de elektronische componenten en koellichamen, zodat de warmte die door het apparaat sneller van de thermische interface materialen naar het koellichaam om lagere bedrijfstemperaturen te bereiken en verlengen het gebruik van het doel van een lange tijd. Het wordt over het algemeen gebruikt voor het primaire pakket stevige interface tussen de chip, microprocessor, koellichaam, en de homogene koellichaam en koellichaam.
Omdat de functies van elektronische apparaten geleidelijk rijker worden, de prestaties verbeteren, de chipintegratie toeneemt en de vermogensdichtheid blijft toenemen, zijn het stroomverbruik en de warmteontwikkeling van elektronische apparaten sterk gestegen. Hoe de efficiënte warmteafvoer van elektronische apparaten kan worden opgelost, is een essentiële factor geworden in de ontwerpfase. Daarom heeft het belang van thermisch geleidende interfacematerialen ook de aandacht van ontwerpers en fabrikanten gekregen, en het materiaal biedt een uitstekende oplossing voor het probleem van thermisch beheer van apparatuur.
Gids voor thermische interfacematerialen
Verschillende soorten thermische interfacematerialen
Thermisch geleidende interfacematerialen kunnen worden onderverdeeld in thermisch geleidende pasta, thermisch geleidende gel, materialen met faseveranderinggrafietvlokken, thermisch geleidende spleetvulmaterialen in vlokken, vloeibare thermisch geleidende spleetvulmaterialen, enz. Hieronder worden gewone thermische pasta en thermische gel als voorbeeld gegeven.
De warmtegeleidende pasta is een warmteafvoermateriaal met een goed warmtegeleidingsvermogen. Het basismateriaal is samengesteld uit siliconenolie en niet-siliconenpolymeer, en de thermisch geleidende vulstof is over het algemeen gebaseerd op AIN en ZnO, en het is vloeibaar viskeus met viskeuze vaste kenmerken. Voornamelijk gebruikt op het oppervlak van radiatoren en warmtebronnen, het gebruik van voorwaarden voor de 100-400Pa druk, de thermische interface weerstandswaarde is ongeveer 0,2-1,0K-cm² / W, de thermische geleidbaarheid van de thermische geleidbaarheid van ongeveer 3-8W / (m-K). De voordelen zijn dat ze een hoge thermische geleidbaarheid hebben, niet uitgehard hoeven te worden en geen afpelproblemen hebben, maar de nadelen zijn dat ze vloeibaar zijn en gevoelig zijn voor morsen en scheidingsproblemen.
Thermisch geleidende gel is over het algemeen samengesteld uit aluminiumpoeder, aluminiumoxide en zilverpoeder, en andere thermisch geleidende vulstoffen in siliconenolie en paraffinewas door kruiskoppeling, zodat het interne vaste cohesiekenmerken heeft, en het productieproces wordt voltooid in een vacuümtoestand. Het materiaal is een isolerend siliconemateriaal met een hoge thermische geleidbaarheid, is bestand tegen temperaturen van -40 °C tot +200 °C voor langdurig gebruik en kan de vettoestand behouden. De belangrijkste toepassingsscenario's zijn voor notebooks en computers, CPU en GPU koeling; het voordeel is dat er geen overloop- en stroomproblemen zijn, maar het nadeel is dat er afpelproblemen kunnen zijn en dat er een uithardingsbehandeling nodig is.
Selectie van thermisch geleidende interfacematerialen belangrijkste factoren
Selectie van thermisch geleidende interface materialen moeten het type van thermisch geleidende interface materialen te kiezen op basis van het toepassingsscenario, zoals in hoge-temperatuur-omgevingen, het materiaal moet bestand zijn tegen hoge temperaturen om ervoor te zorgen dat thermisch geleidende interface materialen bij hoge temperaturen om ervoor te zorgen dat de thermische interface van de stabiliteit en prestaties. In micro-elektronische apparaten moeten meer flexibele materialen aan te passen aan het apparaat lay-out van elektronische apparatuur.
De tweede is het kiezen van het juiste thermische interfacemateriaal op basis van de parameters van het product. Vereisten voor thermische geleidbaarheid, druk op het contactoppervlak, bedrijfstemperatuur en andere parameters zullen de materiaalkeuze beïnvloeden, zoals in specifieke scenario's die materialen met een hoge thermische geleidbaarheid vereisen om de thermische efficiëntie te verbeteren. Toch is het in sommige gevallen noodzakelijk om meer aandacht te besteden aan de elektrische en thermische isolatie-eigenschappen van het materiaal. Tegelijkertijd zijn de duurzaamheid, stabiliteit, kosten en compatibiliteit van het materiaal met andere materialen allemaal factoren die de keuze beïnvloeden, vooral bij massaproductie.
Alleen op basis van een grondig begrip van deze factoren kunnen we ervoor zorgen dat het thermische interfacemateriaal het beste past bij het product, waardoor de thermische efficiëntie en stabiliteit van het apparaat effectief worden verbeterd.
Voorbeelden van toepassingsgebieden
Dit zijn enkele van de toepassingsgebieden van thermisch geleidende interfacematerialen.
Elektronische apparaten: mobiele telefoons, laptops, tablet-pc's en andere apparaten. Thermische interfacematerialen worden voornamelijk gebruikt voor COU en andere warmtebronnen van warmteafvoer.
LED-verlichting: gebruikt voor de warmte die wordt gegenereerd door de LED-chip effectief wordt geleid naar het warmteafvoerprofiel.
Automobielelektronica: Motorregelmodules en batterijbeheersystemen vereisen thermisch beheer en thermisch geleidende interfacematerialen kunnen de warmte die door de componenten wordt gegenereerd overbrengen naar het thermische profiel.
Zonnepanelen: Warmte die wordt gegenereerd door fotovoltaïsche cellen wordt overgedragen naar het koelsysteem om te voorkomen dat oververhitting de thermische efficiëntie beïnvloedt.
Medische apparatuur: Gebruikt voor intern thermisch beheer van medische beeldvormingsapparatuur, chirurgische instrumenten en andere apparatuur om stabiliteit en betrouwbaarheid te garanderen.
Vermogenselektronica: omvormers en inverters, enz.
Ruimtevaart: Gebruikt in thermische beveiligingssystemen, motoronderdelen, enz. om thermisch beheer en regelmatige werking van elementen in omgevingen met hoge temperaturen te garanderen.
Hoe het geschikte thermisch geleidende interfacemateriaal te kiezen
Een kritieke stap in het productontwerp is het kiezen van het geschikte materiaal, dat de prestaties, duurzaamheid en tevredenheid van de eindgebruiker beïnvloedt.
Bij het selecteren van een materiaal is de eerste stap het bepalen van de toepassingseisen. U moet begrijpen aan welke omgeving het product zal worden blootgesteld, de mechanische belasting, het temperatuurbereik, de chemicaliën en andere omstandigheden, die u zullen helpen bij het bepalen van de vereiste materiaaleigenschappen van het product.
De volgende stap is het evalueren van de materiaaleigenschappen, zoals sterkte, stijfheid, elektrische geleiding, isolatie en thermische geleiding, om de beste match voor het product te vinden.
Dit wordt gevolgd door een kostenanalyse om rekening te houden met de impact van materiaalkosten op het projectbudget, waarbij onderhoud op lange termijn, vervanging en prestatieverlies belangrijke factoren zijn.
Milieuvriendelijkheid is ook een essentiële factor en de keuze van milieuvriendelijke materialen kan bijdragen aan het concurrentievermogen op de markt.
Praktische tests en verificatie zijn ook essentieel. Monsters of prototypes worden in gesimuleerde toepassingsscenario's geplaatst om de prestaties van het materiaal te evalueren.
Ten slotte kan, voordat een thermisch geleidend interfacemateriaal wordt gekozen, advies worden ingewonnen bij een professionele materiaalkundige of ingenieur en kunnen de risico's van het materiaal worden beoordeeld, inclusief mogelijke problemen en uitdagingen, om te voorkomen dat potentiële problemen het projectschema beïnvloeden.
Toekomstige trends in thermische interfacematerialen
Thermisch geleidende interfacematerialen worden gebruikt om warmte te geleiden en te beheren. Ze worden vaak gebruikt op gebieden zoals elektronische apparaten, verlichtingssystemen en energieopslag en naarmate de industrie zich blijft ontwikkelen, doen de materialen dat ook; hieronder volgen mogelijke trends in de ontwikkeling van de materialen:
Ten eerste, hogere thermische geleidbaarheid. In de toekomst zullen thermische interfacematerialen een hogere thermische geleidbaarheid hebben voor een adequate warmteoverdracht, gevolgd door veelzijdigheid en aanpassing voor betere prestaties. Met de toepassing van nanotechnologie kunnen de prestaties van thermische interfacematerialen ook verder worden verbeterd. Milieubescherming en duurzaamheid worden ook steeds belangrijker, dus de volgende ontwikkelingen zullen zich meer richten op het gebruik van gerecyclede materialen: minder impact op het milieu en eenvoudige recycling. Tot slot zal het onderzoek naar thermische interfacematerialen, gezien de toenemende bezorgdheid over de menselijke gezondheid en veiligheid, zich richten op materialen met een lage vluchtigheid, niet-giftigheid en emissiviteit. Deze trends worden beïnvloed door wetenschappelijke en technologische ontwikkelingen, toepassingsvereisten en milieuregelgeving, wat leidt tot voortdurende innovatie en optimalisatie van thermische interfacematerialen.
