I takt med att tekniken för elektroniska enheter fortsätter att utvecklas blir effektiv värmehantering allt viktigare. Oavsett om det handlar om ett elfordon, ett energilagringssystem (ESS) eller konsumentelektronik garanterar rätt temperatur på komponenterna prestanda, tillförlitlighet och lång livslängd. Termiska kuddar spelar en viktig roll i material för termiska gränssnitt (TIM). Så vad är en termisk kudde? Hur fungerar den? Varför är den så viktig i ditt projekt?
Trumonytechs är ett högteknologiskt företag som har sitt ursprung i Shanghai Jiao Tong University och som specialiserar sig på elfordon, energilagringssystem och värmeöverföringsteknik. Vi har tillhandahållit diversifierade lösningar för flera branscher, som täcker ny energi (särskilt elfordon och energilagringssystem), transport, konsumentelektronik och 5G-kommunikation. I den här artikeln kommer vi att ge dig en djupgående analys av definitionen, funktionerna, typerna, fördelarna, nackdelarna och tillämpningarna av värmeledande kuddar, samt kombinera Trumonytechs:s erfarenhet för att hjälpa dig att välja den lämpligaste lösningen för värmehantering.
Innehållsförteckning
Varför är termokuddar kritiska?
Värme är den osynliga mördaren av elektroniska enheter, från högbelastade processorer till batterimoduler för elfordon. Överhettning kan leda till försämrad prestanda och till och med skador på enheten. I takt med att enheterna blir mindre och effektkraven ökar blir värmeavledning ett ännu större problem. Termokuddar, som är ett enkelt och effektivt verktyg för värmehantering, kan snabbt överföra värme från värmekällan till kylflänsen så att systemet kan köras stabilt. Trumonytechs har tillämpats i stor utsträckning termiska kuddar i EV-batteriets termiska hanteringssystem (BTMS) och 5G-infrastruktur för att hjälpa kunderna att uppnå bättre värmekontroll. Nu ska vi titta närmare på hur termokuddar fungerar.
Vad är en värmedyna?
En värmeledande pad är vanligtvis tillverkad av silikon, paraffin eller andra flexibla substrat med värmeledande fyllmedel (t.ex. aluminiumoxid, zinkoxid, bornitrid eller kolfiber) för att förbättra värmeledningsförmågan. Den placeras vanligtvis mellan en värmegenererande komponent (t.ex. en CPU, GPU eller effekttransistor) och en kylfläns för att fylla de små luftspalterna - luft är en dålig värmeledare - och avsevärt förbättra värmeöverföringseffektiviteten.
Termiska kuddar fungerar tack vare sin mjukhet. Även om ytan ser ut att vara plan finns det ojämnheter på mikroskopisk nivå där luft kan fastna och hindra värmeflödet. En värmeledande pad anpassar sig till ytan under lätt kompression och fyller dessa hålrum, vilket minskar värmemotståndet (i °C/W). Dess värmeledningsförmåga (W/m-K) varierar vanligtvis från 1,0 till 45,0, beroende på material och design, och kan uppfylla behoven i applikationer som sträcker sig från allmän elektronik till högeffekts EV.
Vill du veta mer om hur du kan optimera värmehanteringen i ditt elfordon eller energilagringssystem? Fyll i formuläret nedan så kommer vårt team av experter att kontakta dig för en kostnadsfri konsultation.
Roll och användbarhet för termiskt ledande kuddar
Termokuddarnas roll för värmeavledning kan inte underskattas. I datorer som kör applikationer med hög belastning kan värmeutveckling leda till att systemet kraschar. I elfordon kan överhettning av batteriet förkorta batteriets livslängd. Termiska kuddar hjälper till att hålla utrustningen sval genom att skapa en stabil väg för värmeöverföring, och fallstudier från Trumonytechs kunder visar att användningen av högkvalitativa termiska kuddar i batterimoduler för elfordon effektivt kan sänka temperaturen och därmed förlänga livslängden.
Värmeledande kuddar används i en rad olika situationer, huvudsakligen inklusive:
Ny energi: EV BTMS, kylning av batterierna i energilagringssystemet.
Elektroniska produkter: smartphones, bärbara datorer, LED-belysning.
Industriellt område: fordons-, telekom- och kraftelektronik.
5G-kommunikation: termisk hantering av högfrekvensutrustning.
Jämfört med andra TIMs har termiskt ledande pads unika fördelar:
Termiskt ledande pasta: hög värmeledningsförmåga, men lätt att läcka, svår att kontrollera och kan misslyckas vid långvarig användning.
Flytande metall: utmärkt värmeledningsförmåga, men hög kostnad och ledande, kortslutningsrisk.
Analys av fördelar och nackdelar med värmedynor
Fördelar:
Effektiv värmeavledning: brett spektrum av värmeledningsförmåga (t.ex. N-B Supermax upp till 15 W/m-K). Det kan snabbt överföra värme från värmekällan till kylflänsen och hålla utrustningen vid en låg temperatur.
Lätt att installera: inget behov av precisionsutrustning, kan enkelt skäras till önskad storlek. Och det är mer lämpligt för massproduktion än termisk pasta.
Stark hållbarhet: Den har god motståndskraft mot termisk cykling och har en livslängd på mer än 5 år. Inte lätt att härda eller dra till sig damm, lämplig för långvarig användning.
Elektrisk isolering: de flesta av termokuddar (t.ex. silikonbaserade) har elektriska isoleringsegenskaper för att undvika kortslutningar, särskilt lämplig för spänningsmiljöer.
Vibrationsdämpning: Mjuka silikonbaserade kuddar dämpar vibrationer och skyddar ömtåliga komponenter, vilket är särskilt viktigt i elfordon (EV).
Kostnadseffektivitet: I storskaliga tillämpningar, termokuddar är mer kostnadseffektiva än termopasta och behöver inte bytas ut lika ofta.
Nackdelar:
Högre kostnad: Högpresterande modeller (t.ex. kolfiber eller fasändringsmattor) kan vara dyrare, vilket ökar den initiala investeringen.
Ej återanvändningsbar: Till skillnad från termopasta måste termoplattor ersättas med nya plattor efter demontering.
Begränsningar i prestanda: Även om de har en bättre värmeledningsförmåga är de inte lika effektiva som flytande metaller, och tjockleken måste väljas med precision - för stor tjocklek minskar effektiviteten.
Bristande kompressibilitet: Jämfört med termopasta är termoplattor något mindre kapabla att fylla tunna mellanrum och kräver en högre grad av ytplanhet.
Guide för termoplatta
Installationsmetoder och tips
Rengör ytan: Använd alkohol för att noggrant torka bort gammal TIM, fett och fläckar för att säkerställa att kontaktytan är ren.
Mätning av skärning: Skär till termokudden exakt enligt komponentens storlek (t.ex. batterimodul, CPU eller GPU). Lämna 0,5 mm marginal för att tillgodose termisk expansion.
Passar och installeras: Dra av ena sidan av skyddsfilmen och tryck den försiktigt mot värmekällan för att säkerställa att det inte finns några luftbubblor. Ta sedan bort den andra sidan av filmen, montera kylflänsen och tryck jämnt.
Optimera kontakten: Applicera lämpligt tryck (vanligtvis 10-20 PSI) för att förbättra fyllningseffekten. Undvik distorsion av packningen på grund av överdriven kraft.
För oregelbundna ytor bör du välja en mjukare silikonplatta (t.ex. Sur-Seal Sur-Cool-serien) för bättre "vätbarhet". I miljöer med höga temperaturer (t.ex. batteripaket för elbilar) rekommenderar vi att du använder packningar med ett brett temperaturområde (t.ex. N-B Supermax från -60°C till 220°C).
Vanliga misstag vid användning och undvikande
- Undvik att stapla flera lager av värmeledande kuddar, eftersom det ökar luftspalterna och minskar värmeledningsförmågan.
- Blanda inte TIMs, t.ex. genom att para ihop termokuddar med termopasta, vilket kan leda till ojämnt värmeflöde eller till och med skada enheten.
- Välj rätt tjocklek, för tunn eller för tjock påverkar värmeledningseffekten.
- Om ytbehandlingen försummas kommer det att påverka lamineringseffekten och minska värmeavledningsprestandan.
Typer och val av termiska kuddar
Det finns många olika typer av termokuddar, var och en med unika egenskaper och användningsområden. Nedan följer en sammanfattning av de viktigaste typerna:
Termokuddar av silikon (värmeledningsförmåga: 1,0-15,0 W/m-K): mjuk, elektriskt isolerande, lämplig för allmänna ändamål som bärbara datorer, EV-batterimoduler och VGA-kort. Icke-korrosiv, icke-härdande för långvarig användning, lätt att skära.
Värmeplatta i grafit (värmeledningsförmåga: hög, beroende på design): ultratunn, hög värmeledningsförmåga, lämplig för 5G-basstationsutrustning och mikrokontroller. Kräver slät yta, lämplig för precisionsbearbetning.
Värmekuddar i kolfiber (värmeledningsförmåga: 15,0-45,0 W/m-K): orienterad kolfiber, lämplig för höga effektkrav, används ofta i EV BTMS och högbelastade ESS, låg vikt, i linje med trenden med låg vikt i EV.
Silikonfria termokuddar (värmeledningsförmåga: 1,0-6,0 W/m-K): undvik kiselföroreningar, icke-korrosiv, lämplig för känsliga miljöer som medicinsk utrustning, optiska sensorer och precisionsinstrument.
Termiskt ledande pad med fasförändring (Termisk konduktivitet: 1,8-8,0 W/m-K): Övergår från fast till flytande form mellan 45°C och 55°C, god vätbarhet, mycket lågt värmemotstånd, lämplig för scenarier med hög värmeutveckling, t.ex. processorer, GPU:er och MOSFET:er.
Varje typ av termopad kan ge riktade lösningar för termisk hantering beroende på kraven på värmeledningsförmåga, arbetsmiljö och applikationsscenarier.
Hur man väljer rätt termoplatta
Termisk ledningsförmåga: 1-6 W/m-K för enheter med låg effekt, 15 W/m-K eller mer för enheter med hög effekt (t.ex. batterier till elbilar).
Driftstemperatur: För extrema förhållanden (t.ex. -60°C till 220°C), välj typ N-B Supermax.
Tjocklek och mellanrum: Mät komponentgapet och välj passande tjocklek (t.ex. 1,5 mm eller 2 mm).
Miljökrav: Välj silikonfria dynor för känsliga situationer, kolfiber- eller fasändringsdynor för hög prestanda.
Andra material (t.ex. akryl, polyester, aluminium, glasfiber) kan användas för att uppfylla specifika behov, och Trumonytechs erbjuder en skräddarsydd tjänst för att hjälpa dig att matcha dem exakt.
Optimera värmehanteringen med Trumonytechs
Termokuddar är mer än bara ett kylverktyg, de är ett strategiskt val för att förbättra tillförlitligheten och effektiviteten hos din utrustning. Deras användarvänlighet, effektivitet och breda utbud av typer gör dem till den perfekta lösningen för modern termisk hantering. Oavsett om du har att göra med Överhettning av elbilens batteri eller ESS långtidsdrift finns termoplattorna där för dig.
Med 20 års erfarenhet av värmeöverföring erbjuder Trumonytechs innovativa och kostnadseffektiva lösningar för termoplattor som bidrar till att minska BTMS-kostnaderna och förbättra prestandan för termisk hantering. Kontakta oss idag (#) för prover, teknisk support eller en anpassad lösning som hjälper dig att göra ditt projekt till en framgång!
