Värmehantering är av största vikt i moderna elektroniska enheter För i takt med att de utvecklas ökar också deras prestanda och funktionalitet, vilket genererar mer och mer värme. Så här viktig är värmehanteringen i moderna elektroniska enheter och varför välja rätt material för termiska gränssnitt är viktigt. Här kommer Trumonytechs att ge dig det fullständiga svaret.
Innehållsförteckning
Betydelsen av termiskt ledande gränssnittsmaterial
Termiskt ledande gränssnittsmaterial i elektroniska komponenter i ett brett spektrum av termiska applikationer kan fylla gapet mellan de elektroniska komponenterna och kylflänsarna så att den värme som genereras av enheten kan vara snabbare från de termiska gränssnittsmaterialen till kylflänsen för att uppnå lägre driftstemperaturer och förlänga användningen av syftet med en lång tid. Det används i allmänhet för det primära paketets fasta gränssnitt mellan chipet, mikroprocessorn, kylflänsen och den homogena kylflänsen och kylflänsen.
I takt med att de elektroniska apparaternas funktioner gradvis blir fler, prestanda förbättras, chip integreras och effekttätheten fortsätter att öka, har de elektroniska apparaternas effektförbrukning och värmeutveckling ökat kraftigt. Hur man löser den effektiva värmeavledningen av elektroniska enheter har blivit en viktig faktor i dess designstadium. Därför har vikten av termiskt ledande gränssnittsmaterial också uppmärksammats av konstruktörer och tillverkare, och materialet ger en utmärkt lösning på problemet med värmehantering av utrustning.
Guide till material för termiska gränssnitt
Olika typer av material för termiska gränssnitt
Termiskt ledande gränssnittsmaterial kan delas in i termiskt ledande pasta, termiskt ledande gel, material för fasförändring, grafitflingor, fyllnadsmaterial för värmeledande mellanrum i form av flingor, fyllnadsmaterial för värmeledande mellanrum i form av vätskor osv. Nedan följer en kort introduktion av vanlig termisk pasta och termisk gel som exempel.
Den termiskt ledande pasta är ett värmedissipationsmaterial med god värmeledningsförmåga. Basmaterialet består av silikonolja och icke-silikonpolymer, och det värmeledande fyllmedlet är i allmänhet baserat på AIN och ZnO, och det är flytande visköst med viskösa fasta egenskaper. Används huvudsakligen på ytan av radiatorer och värmekällor, användning av förhållanden för 100-400Pa tryck, det termiska gränssnittsmotståndsvärdet är ungefär 0,2-1,0K-cm² / W, värmeledningsförmågan hos värmeledningsförmågan på cirka 3-8W / (m-K). Fördelarna är att de har en hög värmeledningsförmåga, inte behöver härdas och inte har skalningsproblem, men nackdelarna är att de har flytbarhet och är benägna att spill och separationsproblem.
Termiskt ledande gel består i allmänhet av aluminiumpulver, aluminiumoxid och silverpulver och andra termiskt ledande fyllmedel i silikonolja och paraffinvax på grund av korskedjning, så det har inre fasta sammanhållningsegenskaper, och dess produktionsprocess slutförs i vakuumtillstånd. Materialet är ett isolerande silikonmaterial med hög värmeledningsförmåga, är -40 ° C till +200 ° C temperatur för långvarig användning och kan bibehålla fetttillståndet. Dess huvudsakliga tillämpningsscenarier för bärbara datorer och datorer, CPU- och GPU-kylning; fördelen är att det inte kommer att finnas några överflöd och flödesproblem, men nackdelen är att det kan finnas peelingproblem och behovet av härdningsbehandling.
Nyckelfaktorer vid val av termiskt ledande gränssnittsmaterial
Val av termiskt ledande gränssnittsmaterial måste välja typ av termiskt ledande gränssnittsmaterial enligt applikationsscenariot, till exempel i miljöer med hög temperatur, måste materialet kunna motstå höga temperaturer för att säkerställa att termiskt ledande gränssnittsmaterial vid höga temperaturer för att säkerställa att det termiska gränssnittet för stabilitet och prestanda. I mikroelektroniska enheter måste materialen vara mer flexibla för att kunna anpassas till den elektroniska utrustningens layout.
Det andra är att välja lämpligt termiskt gränssnittsmaterial enligt produktens parametrar. Krav på värmeledningsförmåga, tryck på kontaktytan, drifttemperatur och andra parametrar påverkar valet av material, t.ex. i specifika scenarier som kräver material med hög värmeledningsförmåga för att förbättra den termiska effektiviteten. I vissa fall är det dock nödvändigt att vara mer uppmärksam på materialets elektriska och värmeisolerande egenskaper. Samtidigt är materialets hållbarhet, stabilitet, kostnad och kompatibilitet med andra material alla faktorer som påverkar valet, särskilt vid massproduktion.
Endast om vi har en grundlig förståelse för dessa faktorer kan vi säkerställa att det termiska gränssnittsmaterialet är det bästa för produkten och att det effektivt förbättrar enhetens termiska effektivitet och stabilitet.
Exempel på applikationsområden
Följande är några av de användningsområden för termiskt ledande gränssnittsmaterial.
Elektroniska enheter: mobiltelefoner, bärbara datorer, surfplattor och andra enheter. Termiska gränssnittsmaterial används främst för COU och andra värmekällor för värmeavledning.
LED-belysning: som används för den värme som genereras av LED-chipet leds effektivt till värmeavledningsprofilen.
Fordonselektronik: Motorstyrmoduler och batterihanteringssystem kräver värmehantering, och termiskt ledande gränssnittsmaterial kan överföra värmen som genereras från komponenterna till värmeprofilen.
Solpaneler: Värme som genereras av solceller överförs till kylsystemet för att förhindra att överhettning påverkar den termiska effektiviteten.
Medicinsk utrustning: Används för intern värmehantering av medicinsk bildutrustning, kirurgiska instrument och annan utrustning för att säkerställa stabilitet och tillförlitlighet.
Kraftelektronik: omvandlare och inverterare, etc.
Luft- och rymdfart: Används i termiska skyddssystem, motorkomponenter etc. för att säkerställa termisk hantering och regelbunden drift av element i miljöer med höga temperaturer.
Hur man väljer lämpligt termiskt ledande gränssnittsmaterial
Ett kritiskt steg i produktdesignen är att välja lämpligt material, vilket påverkar produktens prestanda, hållbarhet och slutanvändarens tillfredsställelse.
När du ska välja material är det första steget att fastställa applikationskraven. Du måste förstå vilken miljö produkten kommer att utsättas för, de mekaniska belastningarna, temperaturområdet, kemikalierna och andra förhållanden, vilket hjälper dig att fastställa vilka materialegenskaper som krävs för produkten.
Nästa steg är att utvärdera materialegenskaperna, t.ex. hållfasthet, styvhet, elektrisk ledningsförmåga, isolering och värmeledningsförmåga, för att hitta den bästa matchningen för produkten.
Detta följs av en kostnadsanalys för att ta hänsyn till materialkostnadernas inverkan på projektbudgeten, där långsiktigt underhåll, utbyte och prestandaförlust är viktiga faktorer.
Miljövänlighet är också en viktig faktor, och valet av miljövänliga material kan bidra till konkurrenskraften på marknaden.
Praktisk testning och verifiering är också viktigt. Prover eller prototyper placeras i simulerade tillämpningsscenarier för att utvärdera materialets prestanda.
Slutligen, innan man väljer ett termiskt ledande gränssnittsmaterial kan man rådfråga en professionell materialvetenskaplig expert eller ingenjör, och en bedömning av riskerna med materialet kan utföras, inklusive eventuella problem och utmaningar, för att förhindra att potentiella problem påverkar projektplanen.
Framtida trender inom material för termiska gränssnitt
Termiskt ledande gränssnittsmaterial används för att leda och hantera värme. De används ofta inom områden som elektroniska apparater, belysningssystem och energilagring, och i takt med att branschen fortsätter att utvecklas gör även materialen det; följande är möjliga trender i utvecklingen av materialen:
För det första, högre värmeledningsförmåga. I framtiden kommer termiska gränssnittsmaterial att ha högre värmeledningsförmåga för att ge tillräcklig värmeöverföring, följt av mångsidighet och anpassning för bättre prestandamatchning. Med tillämpning av nanoteknik kan prestandan hos termiska gränssnittsmaterial också förbättras ytterligare. Miljöskydd och hållbarhet blir också allt viktigare, så följande utveckling kommer att fokusera mer på att använda återvunna material: minskad miljöpåverkan och enkel återvinning. Slutligen, med den ökande oron för människors hälsa och säkerhet, kommer forskningen om termiska gränssnittsmaterial att inriktas på material med låg flyktighet, icke-toxicitet och emissivitet. Dessa trender påverkas av vetenskaplig och teknisk utveckling, tillämpningskrav och miljöbestämmelser, vilket leder till kontinuerlig innovation och optimering av termiska gränssnittsmaterial.
