Thermische interface materialen: vijf families, 21 datasheetmodellen
Trumonytechs levert thermische interface-materialen in vijf productfamilies: pads, tweecomponenten gels, gietmassa's, structurele lijmen en siliconenvet, verdeeld over 21 datasheetmodellen. De belangrijkste toepassingen zijn elektrische voertuigen (EV's) en accupakketten voor energieopslag (ESS), maar dezelfde materialen worden ook voor andere toepassingen geleverd. Welke productfamilie geschikt is, hangt af van de opening tussen de componenten, of de component belastbaar is en of isolatie vereist is.
Geef de dikte van de opening tussen de warmtebron en de koelplaat of het koelblok door, samen met het gewenste volume, en wij zullen een model voorstellen om te bespreken.
Wat een thermisch geleidend materiaal doet en wanneer een eenvoudigere verbinding volstaat.
Een thermische interfacelaag (TIM) bevindt zich tussen een warmtebron en de koude plaat, koelplaat of behuizing, waar het warmte over de verbinding transporteert; in een accupakket is dat tussen de cellen of modules en de koude plaat. Afhankelijk van het type accu, dient dezelfde laag ook als isolatie, vult het open ruimtes op of verbindt het de onderdelen met elkaar.
Datasheetmodellen voor zes series, met vermelding van testmethoden voor de gemeten eigenschappen.
- 01De fotovoltaïsche lamineerplaat is geen warmtegeleider.
De zeer sterke siliconen pad uit de 30101-serie, bestemd voor de laminering van fotovoltaïsche panelen, heeft een slechte warmtegeleiding en kan niet als thermisch interface-materiaal worden gebruikt.
- 02Sommige vetmodellen isoleren niet.
Alleen 30108-0350 staat vermeld als isolerend; 30108-0380 en 30108-0500 niet, dus die twee zijn uitgesloten waar de verbinding isolerend moet zijn.
- 03Gewrichten die alleen door warmte behandeld worden, kunnen de zeven dagen durende kuur overslaan.
Zowel de structurele lijmseries 30104 als 30107 hebben een uithardingstijd van zeven dagen. Wanneer een voeg alleen warmte doorgeeft en geen hechting of afdichting nodig heeft, kan een pad of gel die wachttijd dus voorkomen.
Wij maken ook de platen voor vloeistofkoeling aan de andere kant van deze verbinding. Omdat de TIM de opening opvult die de plaat achterlaat, moet de opening die met een aanvraag wordt meegestuurd, het huidige plaatontwerp weerspiegelen. Koelingsopties op pakketniveau bevinden zich aan de thermisch beheer batterijpakket pagina.
Vergelijk thermische interfacematerialen per familie.
Thermische interfacematerialen worden op basis van vorm en uitharding onderverdeeld in vijf families: voorgevormde pads, gedoseerde gels, gegoten inkapselingsmaterialen, structurele lijmen en niet-uithardend vet. Omdat elke familie op een andere manier wordt aangebracht, kan de assemblagemethode op uw productielijn sommige families uitsluiten, ongeacht hun geleidbaarheid.
De twee structurele lijmen worden met verschillende methoden gemeten, dus hun geleidbaarheidswaarden moeten met dat verschil in gedachten worden vergeleken. Ook de hardheid varieert: pads hebben een hardheid van Shore 00 (5–80) afhankelijk van het model, uitgeharde gels hebben een hardheid van Shore 00 (60), gietmassa's hebben een hardheid van Shore A (20–50) en de lijmen hebben een hardheid van Shore D.
Kies de TIM-familie die het beste aansluit op uw cel-naar-koelplaatverbinding.
In EV- en ESS-batterijpakketten, de belangrijkste toepassingen, corresponderen vier voegtypen met vier TIM-families, afhankelijk van of de opening wordt gevormd door een plaat, gedoseerd, dragend of opgevuld rondom onderdelen. Elke kaart komt overeen met een toepassingsscenario dat in de datasheets wordt vermeld.
Cellen op een koelplaat met een vaste tussenruimte. → pad
Er zijn pads beschikbaar voor prismatische cellen, cilindrische cellen en serpentine koelplaten, met PI-versterkte structuren voor grotere platen.
Verstrekt via een geautomatiseerde lijn → gel
De gel met twee componenten wordt automatisch gedoseerd onder lage montagebelasting en sluit nauw aan op het oppervlak.
Cellen gehecht aan de koude plaat → polyurethaanlijm
De polyurethaanlijm hecht de cellen na uitharding aan de koude plaat en is bedoeld voor het verlijmen en afdichten van verbindingen die zwaar belast worden.
Module gevuld, geïsoleerd of in een pot geplaatst → potgrond
Het met de hand gemengde en gegoten gietmateriaal vult, isoleert en omsluit de module, en dempt trillingen zodra het is uitgehard.
Een dunne interface wijst eerder op vet, met een hechtingslijn van categorieniveau onder de 50 μm. Vet hardt niet uit, dus de onderdelen moeten worden vastgeklemd om de laag op zijn plaats te houden. Waar de keuze nog steeds tussen een pad en een gedoseerd materiaal is, TIM-selectiegids voor accupakketten Het proces verloopt via spleetvorming, montagespanning en uitharding, in die volgorde.
Siliconen, polyurethaan of epoxy TIM: chemie en isolatie
De chemische samenstelling van TIM volgt de familie: pads, gels, gietmassa's en vetten zijn siliconenformuleringen, terwijl de structurele lijmen epoxy (30104-0120) of polyurethaan (30107) zijn. De isolatie- en siloxaangegevens verschillen per model, en de onderstaande tabel toont het vermelde bereik voor elke familie.
| Familie | Scheikunde | Diëlektrische sterkte, kV/mm | Volumeweerstand, Ω·cm | D4–D10 siloxaangehalte (GC) |
|---|---|---|---|---|
| Pad · 30101 | siliconen | >6 tot >12 volgens model | >10¹¹ tot >10¹² | <100 ppm, alle 5 modellen |
| Gel · 30102 | siliconen | 8 | >10¹² | <100 ppm voor 0150, 0200, 0350; niet vermeld voor andere |
| Verpotten · 30103-0080 | siliconen | 10 | >10¹² | <100 ppm |
| Structurele lijm · 30104-0120 | Epoxy | 12 | >10¹² | Niet vermeld |
| Structurele lijm · 30107-0120, 30107-0200 | Polyurethaan | 16 (30107-0120); 14 (30107-0200) | 1,5 × 10¹³ (beide modellen) | Niet vermeld |
| Vet · 30108 | siliconen | Niet vermeld; isolerend: alleen 0350 | Niet vermeld | Niet vermeld |
In de huidige gegevens worden geen siliconenvrije pads, gels, gietmassa's of vetten vermeld. De twee structurele lijmen zijn op epoxy- en polyurethaanbasis, en in hun datasheets wordt geen informatie gegeven over het siliconen- of siloxaangehalte.
Drie TIM-modelopties om te overwegen voordat u een offerte uitbrengt.
Drie modelopties in de TIM-gegevens zijn het overwegen waard vóór een offerte: isolatie tegen geleidbaarheid in het smeervet, sterkte binnen de polyurethaanlijm en versterking in de pads. Bij smeervet en pads gaat een verbetering van de ene eigenschap ten koste van een andere, terwijl de twee polyurethaanmodellen dezelfde geleidbaarheidswaarde hebben en verschillen in sterkte.
Model 30108-0500 heeft een waarde van 5,0 W/m·K, de hoogste waarde in het assortiment, maar is niet-isolerend. Model 30108-0350 is daarentegen het isolerende model met een waarde van 3,5 W/m·K. Wanneer de vetlaag isolerend moet zijn, is 0350 het enige model met een isolerende waarde, namelijk 1,5 W/m·K minder. Het datasheet van 0350 vermeldt geen doorslagwaarde, dus vraag hiernaar bij uw werkspanning.
Zowel 30107-0120 als 30107-0200 vermelden 2,05 W/m·K, maar 0120 vermeldt een Al/Al-schuifsterkte van 11 MPa en een rek van 14% tegenover 8 MPa en 8% voor 0200. Waar de hechting de belasting draagt, zijn de schuifsterktewaarden het verschil tussen de twee modellen.
Pads brengen een derde afweging met zich mee. De onversterkte pad presteert het beste van de vier padstructuren op het gebied van geleidbaarheid en compressie-rebound tegen lagere kosten, maar is zwakker, hecht slecht en is moeilijker te plaatsen zonder luchtbellen. PI-folie, PI-tape en glasvezelversterking verhogen de sterkte van het materiaal tegen hogere kosten, en glasvezel gaat bovendien ten koste van een deel van de geleidbaarheid. De aanbevolen afmetingen van de plaat nemen toe van 300 × 200 mm tot 500 × 420 mm met PI-versterking.
Wat bepaalt de prijsstelling van TIM en welke informatie moet ik opsturen voor een offerte?
De TIM-prijzen worden niet op deze pagina gepubliceerd; offertes worden vastgesteld op basis van model, volume en verpakkingsvorm. Binnen de padfamilie zijn versterkte constructies duurder dan onversterkte varianten, dus het is raadzaam om de constructie vast te leggen voordat een prijsopgave voor de pad wordt aangevraagd.
Wat u met uw aanvraag moet meesturen:
- Warmtebelasting van de cellen, module of component
- Spleetdikte, contactoppervlak en klemdruk
- Doeltemperatuur
- Of de verbinding nu moet lijmen, afdichten of isoleren.
- Bedrijfsomgeving
- Familie of model van interesse en verwachte jaarlijkse hoeveelheid
Wat een offerte precies inhoudt, zoals betalingsvoorwaarden, inspectie vóór verzending, verpakking en verzenddocumenten, wordt hier niet vermeld. Het is daarom raadzaam om deze zaken in de offerteaanvraag te vermelden. De transporttijd en importvereisten zijn afhankelijk van de bestemmingshaven en worden in de offertefase bevestigd.
Heeft u een gezin op het oog? Stuur dan de dikte van de spleten en de warmtebelasting mee voor een offerte op modelniveau.
Hoe de waarden in het TIM-gegevensblad worden gemeten en welke documenten u moet aanvragen.
De waarden voor geleidbaarheid, diëlektrische constante en vlambestendigheid op deze pagina zijn afkomstig uit modelgegevensbladen waarin de testmethode is vermeld, zodat binnenkomend materiaal aan dezelfde norm kan worden getoetst. Acceptatiegrenzen voor de binnenkomende inspectie maken geen deel uit van de gegevensbladen en moeten nog steeds voor elk model worden overeengekomen.
ISO 22007-2 voor pads, gels, gietmassa's, vetten en 30104-0120; ASTM D5470 voor 30107.
Diëlektrische sterkte volgens ASTM D149 en volumeweerstand volgens ASTM D257; GB/T 1408.1 en GB/T 31838.2 voor 30107.
UL 94 verticale brandtest, vermeld als V-0 op de gegevensbladen die de brandbaarheid rapporteren.
Hardheid volgens ASTM D2240 en dichtheid volgens ASTM D792, met GB/T-methoden voor 30107; treksterkte volgens ASTM D412, of GB/T 528 voor beide structurele lijmen.
Op deze pagina staan geen projectreferenties, dus het controleerbare bewijs bestaat uit de gegevensbladwaarden en -methoden hierboven. De gegevens over gel, inkapseling, vet en 30104-0120 beschrijven RoHS-conforme formuleringen; testrapporten, certificaten en batchgegevens maken geen deel uit van deze pagina. Garantievoorwaarden worden niet op deze pagina gepubliceerd. Vraag hiernaar, evenals naar alle documenten die uw markt vereist, bij uw offerteaanvraag.
Veelgestelde vragen over thermische interface materialen
Wat is de functie van thermische geleidende materialen in een accupakket?
Warmteoverdracht is hier in elk gezin een bekend probleem, dus de tweede functie die de verbinding nodig heeft, bepaalt de keuze. Pads en gels isoleren en dempen trillingen, vulmiddelen vullen en isoleren, de structurele lijmen zorgen voor een stevige verbinding en vet vormt een dunne, niet-uithardende laag.
Moet een acculijn pads of gedoseerde gel gebruiken?
De pads worden aangeleverd als voorgevormde vellen en worden handmatig aangebracht, waardoor er geen mengapparatuur nodig is voor de productielijn. De tweecomponentengel wordt automatisch gemengd en gedoseerd, is na 90 minuten droog aan het oppervlak en na 24 uur volledig uitgehard bij 25 °C. De gegevens beschrijven de uitgeharde prestaties als equivalent aan die van een pad.
Op welke ondergronden kunnen de structurele lijmen worden aangebracht?
De epoxyhars 30104-0120 wordt beschreven als geschikt voor het verlijmen van diverse metalen, PET, PC, ABS en PET-folie, en in het gegevensblad staat een afschuifsterkte van 9 MPa voor aluminium-op-aluminiumverbindingen vermeld. De polyurethaanlijm 30107 wordt beschreven voor het verlijmen van cellen aan de koelplaat; andere substraten worden hiervoor niet vermeld, dus voor andere combinaties is een aparte hechtingstest nodig.
Zijn deze materialen UL-gecertificeerd?
Er wordt geen UL-certificering of gele kaart voor deze producten geclaimd. De datasheets van de pad, gel, 30103-0080 en structurele lijm vermelden een UL 94 V-0 brandclassificatie, wat een materiaalbrandbaarheidsclassificatie is volgens de UL 94-test. De dikte van het te testen materiaal die aan deze classificatie ten grondslag ligt, wordt niet vermeld en is de moeite waard om op te vragen als uw ontwerp hiervan afhankelijk is.
Welk temperatuurbereik wordt aanbevolen voor elk materiaal?
Voor de pads, gels en gietvormen model 30103-0080 is een aanbevolen temperatuurbereik van -40 tot +150 °C vermeld, en voor de epoxy 30104-0120 een bereik van -10 tot +120 °C. Er is geen temperatuurbereik vermeld voor de polyurethaanmodellen 30107, het vet of de gietvormen modellen 30103-0200, 0300 en 0400; deze bereiken moeten dus worden bevestigd voordat ze worden gespecificeerd.
Is de thermische weerstand voor deze modellen gepubliceerd?
Geen enkel model op deze pagina heeft een gepubliceerde thermische weerstandswaarde; de vermelde thermische waarde is de geleidbaarheid. Bij elke assemblage hangt de weerstand ook af van de dikte van de lijmverbinding en de klemdruk, die per ontwerp verschillen. Daarom horen deze twee waarden samen met de speling en de warmtebelasting in de offerteaanvraag (RFQ) te staan.
Wat zijn de minimale bestelhoeveelheid (MOQ), de voorwaarden voor proefmonsters en de levertijd?
De minimale bestelhoeveelheid (MOQ), voorwaarden voor monsters, productiedoorlooptijd, leveringscapaciteit en voorwaarden voor after-sales support vallen buiten de informatie op deze pagina. Vraag deze gegevens op in uw offerteaanvraag (RFQ), samen met uw verwachte jaarlijkse volume, leveringsschema, bestemmingshaven en het type of model dat u overweegt.
