Naarmate de technologie van elektronische apparaten zich blijft ontwikkelen, wordt efficiënt thermisch beheer steeds belangrijker. Of het nu gaat om een elektrisch voertuig (EV), energieopslagsysteem (ESS) of consumentenelektronica, componenten op de juiste temperatuur houden garandeert prestaties, betrouwbaarheid en een lange levensduur. Thermische pads spelen een belangrijke rol in thermische interfacematerialen (TIM). Dus wat is een thermisch pad? Hoe werkt het? Waarom is het zo belangrijk voor uw project?
Trumonytechs is een high-tech bedrijf dat is ontstaan uit de Shanghai Jiao Tong University, gespecialiseerd in elektrische voertuigen, energieopslagsystemen en warmteoverdrachttechnologieën. We hebben gediversifieerde oplossingen geleverd voor verschillende industrieën, waaronder nieuwe energie (met name elektrische voertuigen en energieopslagsystemen), transport, consumentenelektronica en 5G-communicatie. In dit artikel geven we u een diepgaande analyse van de definitie, functies, soorten, voordelen, nadelen en toepassingen van thermisch geleidende pads en combineren we de ervaring van Trumonytechs om u te helpen de meest geschikte oplossing voor thermisch beheer te selecteren.
Inhoudsopgave
Waarom zijn thermische pads kritisch?
Hitte is de onzichtbare moordenaar van elektronische apparaten, van zwaar belaste CPU's tot batterijmodules voor elektrische voertuigen. Oververhitting kan leiden tot slechtere prestaties en zelfs schade aan apparaten. Naarmate apparaten kleiner worden en er meer vermogen nodig is, wordt warmteafvoer een nog groter probleem. Thermische pads, een eenvoudig en efficiënt hulpmiddel voor thermisch beheer, kunnen de warmte snel overbrengen van de warmtebron naar het koellichaam om het systeem stabiel te laten werken. Trumonytechs is op grote schaal toegepast thermische pads in het thermisch beheersysteem van EV-batterijen (BTMS) en 5G-infrastructuur om klanten te helpen een betere thermische controle te bereiken. Vervolgens gaan we dieper in op de werking van thermische pads.
Wat is een thermisch kussen?
Een warmtegeleidende pad is meestal gemaakt van siliconen, paraffine of andere flexibele substraten met warmtegeleidende vulstoffen (zoals aluminiumoxide, zinkoxide, boornitride of koolstofvezel) om de warmtegeleiding te verbeteren. Het wordt meestal geplaatst tussen een warmteproducerende component (zoals een CPU, GPU of vermogenstransistor) en een koellichaam om de kleine luchtspleten op te vullen - lucht is een slechte warmtegeleider - en de efficiëntie van de warmteoverdracht aanzienlijk te verbeteren.
Thermische pads werken op basis van hun zachtheid. Zelfs als het oppervlak vlak lijkt, zijn er op microscopisch niveau onregelmatigheden waar lucht kan insluiten en de warmtestroom kan belemmeren. Een thermisch geleidende pad vormt zich naar het oppervlak onder lichte druk en vult deze holtes op, waardoor de thermische weerstand (in °C/W) vermindert. De thermische geleidbaarheid (W/m-K) varieert meestal van 1,0 tot 45,0, afhankelijk van het materiaal en het ontwerp, en kan voldoen aan de behoeften van toepassingen variërend van algemene elektronica tot EV met hoog vermogen.
Wilt u meer weten over hoe u het thermisch beheer van uw elektrische voertuig of energieopslagsysteem kunt optimaliseren? Vul het onderstaande formulier in en ons team van experts neemt contact met u op voor een gratis adviesgesprek.
Rol en toepasbaarheid van warmtegeleidende pads
De rol van thermische pads bij warmteafvoer kan niet onderschat worden. In computers met toepassingen die zwaar belast worden, kan warmteontwikkeling leiden tot systeemcrashes. In elektrische voertuigen kan oververhitting van de batterij de levensduur verkorten. Thermische pads helpen apparatuur koel te houden door een stabiel pad voor warmteoverdracht te voorzien. Casestudies van Trumonytech-klanten tonen aan dat de toepassing van hoogwaardige thermische pads in EV-batterijmodules de temperatuur effectief kan verlagen en zo de levensduur kan verlengen.
Warmtegeleidende pads worden gebruikt in een groot aantal scenario'svoornamelijk:
Nieuwe energie: EV BTMS, koeling batterij energieopslagsysteem.
Elektronische producten: smartphones, laptops, LED-verlichting.
Industrieel gebied: automobiel, telecom, vermogenselektronica.
5G-communicatie: thermisch beheer van hoogfrequente apparatuur.
Vergeleken met andere TIM's hebben thermisch geleidende pads unieke voordelen:
Thermische geleidende pasta: hoge warmtegeleidingsefficiëntie, maar lekt gemakkelijk, is moeilijk te controleren en kan defect raken bij langdurig gebruik.
Vloeibaar metaal: uitstekende thermische geleidbaarheid, maar hoge kosten en geleidend, risico op kortsluiting.
Analyse van de voor- en nadelen van thermische pads
Voordelen:
Efficiënte warmteafvoer: breed warmtegeleidingsbereik (bijv. N-B Supermax tot 15 W/m-K). Het kan snel warmte overbrengen van de warmtebron naar het koellichaam, waardoor de apparatuur op een lage temperatuur blijft.
Eenvoudig te installeren: geen precisieapparatuur nodig, kan gemakkelijk op de gewenste maat worden gesneden. En het is geschikter voor massaproductie dan thermische pasta.
Sterke duurzaamheid: Het is goed bestand tegen thermische cycli en heeft een levensduur van meer dan 5 jaar. Het hardt niet gemakkelijk uit en trekt niet gemakkelijk stof aan, geschikt voor langdurig gebruik.
Elektrische isolatie: het merendeel van de thermische pads (bijv. op siliconenbasis) hebben elektrische isolatie-eigenschappen om kortsluiting te voorkomen, vooral geschikt voor spanningsomgevingen.
Trillingsdemping: Zachte pads op siliconenbasis dempen trillingen en beschermen kwetsbare onderdelen, vooral belangrijk in elektrische voertuigen (EV's).
Kosteneffectiviteit: In grootschalige toepassingen, thermische pads zijn kosteneffectiever dan thermische pasta en hoeven niet zo vaak vervangen te worden.
Nadelen:
Hogere kosten: Modellen met hoge prestaties (bijv. koolstofvezel of matten met faseverandering) kunnen duurder zijn, waardoor de initiële investering hoger uitvalt.
Niet herbruikbaar: In tegenstelling tot thermische pasta moeten thermische pads na demontage worden vervangen door nieuwe pads.
Prestatiebeperkingen: Hoewel ze efficiënter zijn in warmtegeleiding, zijn ze niet zo efficiënt als vloeibaar metaal en de dikte moet nauwkeurig gekozen worden - te veel dikte vermindert de effectiviteit.
Gebrek aan samendrukbaarheid: In vergelijking met thermische pasta zijn thermische pads iets minder goed in staat om dunne openingen op te vullen en vereisen ze een hogere mate van vlakheid van het oppervlak.
Warmtegeleider
Installatiemethoden en -tips
Maak het oppervlak schoon: Gebruik alcohol om oude TIM, vet en vlekken grondig af te vegen zodat het contactoppervlak schoon is.
Meten Snijden: Snijd het thermisch pad nauwkeurig uit volgens de grootte van het onderdeel (bijv. batterijmodule, CPU of GPU). Laat 0,5 mm ruimte voor thermische uitzetting.
Passen en installeren: Verwijder een kant van de beschermfolie en druk deze voorzichtig tegen de warmtebron om te controleren of er geen luchtbellen zijn. Verwijder vervolgens de andere kant van de folie, monteer het koellichaam en oefen gelijkmatige druk uit.
Contact optimaliseren: Oefen de juiste druk uit (meestal 10-20 PSI) om het vuleffect te versterken. Vermijd vervorming van de pakking door overmatige kracht.
Kies voor onregelmatige oppervlakken een zachtere siliconen pakking (bijv. Sur-Seal Sur-Cool serie) voor een betere 'bevochtigbaarheid'. In omgevingen met hoge temperaturen (bijv. EV-batterijpakken) raden we aan om pakkingen met een breed temperatuurbereik te gebruiken (bijv. N-B Supermax van -60°C tot 220°C).
Veelgemaakte fouten in gebruik en vermijding
- Stapel niet meerdere lagen thermisch geleidende pads op elkaar, want dat vergroot de luchtspleet en verlaagt de efficiëntie van de thermische geleiding.
- Meng geen TIM's, zoals het combineren van thermische pads met thermische pasta, wat kan leiden tot ongelijkmatige warmtestroming of zelfs schade aan het apparaat.
- Kies de juiste dikte, te dun of te dik beïnvloedt de warmtegeleiding.
- Het verwaarlozen van de oppervlaktevoorbereiding zal het lamineringseffect beïnvloeden en de warmteafvoer verminderen.
Soorten en selectie van thermische pads
Er bestaan vele types thermische pads, elk met unieke eigenschappen en toepassingen. Hieronder volgt een overzicht van de belangrijkste types:
Silicone thermische pads (thermische geleidbaarheid: 1,0-15,0 W/m-K): zacht, elektrisch isolerend, geschikt voor universele scenario's zoals laptopcomputers, EV-batterijmodules en VGA-kaarten. Niet-corrosief, niet-verhardend voor langdurig gebruik, gemakkelijk te snijden.
Thermisch pad van grafiet (thermische geleidbaarheid: hoog, afhankelijk van ontwerp): ultradun, hoge thermische geleidbaarheid, geschikt voor 5G-basisstationapparatuur en microcontrollers. Vereist glad oppervlak, geschikt voor precisiebewerking.
Thermische pads van koolstofvezel (thermische geleidbaarheid: 15,0-45,0 W/m-K): georiënteerde koolstofvezel, geschikt voor hoge vermogensvereisten, vaak gebruikt in EV BTMS en ESS met hoge belasting, lichtgewicht, in lijn met de trend van EV lichtgewicht.
Siliconevrije thermische pads (thermische geleidbaarheid: 1,0-6,0 W/m-K): vermijdt siliciumvervuiling, niet-corrosief, geschikt voor gevoelige omgevingen zoals medische apparatuur, optische sensoren en precisie-instrumenten.
Faseverandering Thermisch Geleidend Stootkussen (Warmtegeleidingsvermogen: 1,8-8,0 W/m-K): Verandert van vast naar vloeibaar tussen 45°C en 55°C, goede bevochtigbaarheid, zeer lage thermische weerstand, geschikt voor scenario's met veel warmte zoals CPU's, GPU's en MOSFET's.
Elk type thermisch pad kan gerichte oplossingen voor thermisch beheer bieden, afhankelijk van de vereisten voor thermische geleiding, de werkomgeving en de toepassingsscenario's.
Hoe kies je de juiste thermische pad?
Warmtegeleidingsvermogen: 1-6 W/m-K voor apparaten met laag vermogen, 15 W/m-K of meer voor apparaten met hoog vermogen (bijv. EV-batterijen).
Bedrijfstemperatuur: Voor extreme omstandigheden (bijv. -60°C tot 220°C) kiest u N-B Supermax type.
Dikte en spleet: Meet de componentspleet en selecteer de juiste dikte (bijv. 1,5 mm of 2 mm).
Milieuvereisten: Kies siliconenvrije pads voor gevoelige situaties, pads van koolstofvezel of pads met faseverandering voor hoge prestaties.
Andere materialen (bijv. acryl, polyester, aluminium, glasvezel) kunnen worden gebruikt om aan specifieke behoeften te voldoen en Trumonytechs biedt een op maat gemaakte service om u te helpen deze precies op elkaar af te stemmen.
Thermisch beheer optimaliseren met Trumonytechs
Thermische pads zijn meer dan alleen een koelmiddel, ze zijn een strategische keuze voor het verbeteren van de betrouwbaarheid en efficiëntie van uw apparatuur. Door hun gebruiksgemak, efficiëntie en brede waaier aan types zijn ze de ideale oplossing voor modern thermisch beheer. Of u nu te maken hebt met Oververhitting van de EV-batterij of ESS langdurig werkt, zijn er thermische pads voor u.
Met 20 jaar ervaring op het gebied van warmteoverdracht biedt Trumonytechs innovatieve en kosteneffectieve thermische pad-oplossingen die helpen de BTMS-kosten te verlagen en de thermische managementprestaties te verbeteren. Neem vandaag nog contact met ons op (#) voor monsters, technische ondersteuning of een oplossing op maat om uw project tot een succes te maken!
