Kuinka valita oikea lämmönjohtavuusrajapintamateriaali
Yhä useammat sähkösuunnittelijat kohtaavat laitteiden muodon tai lämmönpoiston haasteita, mutta he eivät välttämättä tunne markkinoiden lämmönjohtavuusrajapintamateriaalien valikoimaa tai sitä, kuinka valita oikea materiaaliyhdistelmä tiettyjen suunnitteluhaasteiden ratkaisemiseksi. Du Bonlaird High Performance Materials Department tarjoaa erilaisia lämmönjohtavuusrajapintamateriaalivaihtoehtoja, jotka voivat auttaa suunnittelijoita ratkaisemaan monimutkaisia lämmönjohtavuushaasteita. Nämä ratkaisut soveltuvat autoihin, televiestintään, datakeskuksiin, tehonmuuntojärjestelmiin ja moniin muihin tuotteisiin.
Lämpöä johtavan rajapintamateriaalin tarkoituksena on tarjota tasainen lämpökosketuspinta kahdelle liitäntäpinnalle, erityisesti elementtien ja niiden säteilijän liitäntäpintojen väliin. Aiemmin järjestelmäsuunnittelijat käyttivät yleensä tuulettimia ja/tai lämpöpattereita ihmelääkenä useimpien tiettyjen elementtien jäähdytysongelmien ratkaisemiseen. Tämä johtuu siitä, että suurin osa lämmöstä syntyy suurissa virtalähteissä tai suurissa prosessoreissa. Molemmat ovat riittävän suuria tällaisten jäähdytyslaitteiden mahduttamiseksi. Jopa uuden sukupolven järjestelmissä, joiden läpi pakotettu ilma virtaa, on edelleen ongelma, miten lämpö saadaan nopeasti pois komponenteista patteriin. Lämmönjohtavuusrajapintamateriaali tarjoaa lämmönjohtamisratkaisun täyttämällä koneistettujen pintojen välisen raon tasaisen kosketuksen ja korkean lämmönsiirtotehokkuuden varmistamiseksi. Sama menetelmä soveltuu myös tapaukseen, jossa vaippaa käytetään jäähdytyselementtinä.
Lämmönjohtavien rajapintamateriaalien ja -yhdisteiden tyypit:
Nestemäiset annostelutiivistysmateriaalit, jotka tunnetaan yleisemmin lämpöpastana, lämpögeelinä tai lämpörasvana. Näitä materiaaleja voidaan levittää suoraan komponentteihin patterien liima-aineina; Uudelleenkäsittelyn vaikeuden vuoksi niitä käytetään harvoin kuorien liitäntämateriaaleina. Näitä materiaaleja voidaan sekoittaa keraamisten täyteaineiden, metallien tai metallioksiditäyteaineiden kanssa korkean lämmönjohtavuuden saavuttamiseksi.
Lämpörasva ja faasinmuutosmateriaali; Lämpörasva voidaan saada käyttämällä silkkipainoratkaisua pienemmän liimakerroksen paksuuden saamiseksi. Vaiheenvaihtorasva on edistyneempi vaihtoehto lämpörasvalle, ja optimoinnin avulla voidaan saavuttaa suurin lämmönsiirtonopeus tietyllä lämpötila-alueella. Näitä materiaaleja käytetään yleensä pattereissa, jotka kiinnitetään mekaanisella voimalla ja kiinnitetään paikoilleen jatkuvassa paineessa. Käytön aikana faasinmuutosmateriaalit jähmettyvät tai nesteytyvät viskoosiksi kerrokseksi, vapauttaen tai absorboivat piilevää lämpöä erikseen. Nämä voimakkaasti tarttuvat kerrosmateriaalit voidaan painaa silkkipainatuksella saadaksesi mahdollisimman pienen liimakerroksen paksuuden.
Lämpötyyny: Näitä esimuotoiltuja kiinteitä materiaaleja on erittäin helppo käyttää, ja ne voidaan myös integroida automaattiseen kokoonpanoprosessiin. Vaikka lämpöä johtava tyyny yleensä ottaa esimuotoillun muodon, se voi olla myös stanssattava vaaditun koon mukaan. Ne soveltuvat käytettäväksi tasomaisissa elementeissä jäähdyttimen liittämiseksi tai suoraan vaippaan kiinnitettyinä.
Lämmönjohtaville rajapintamateriaaleille on olemassa useita materiaalispesifikaatioita. Materiaalien lämmönjohtavuus tai toimitettujen tuotteiden lämmönkestävyys ovat tärkeimmät huomioon otettavat materiaaliominaisuudet, koska tätä arvoa voidaan käyttää suunnittelutavoitteena simulaatiossa tai joissakin peruslaskelmissa. Materiaaliominaisuuksien lisäksi suunnittelijoiden tulee ottaa huomioon myös automatisoitu kokoonpanoprosessi valmistusprosessissa sekä tuotantomukavuus integroida tiettyjä ratkaisuja piirilevyyn tai koteloon.
