Mga thermally conductive paste, adhesive, compound at insulating thermal interface — layunin at aplikasyon

Upang mapabuti ang kalidad ng paglipat ng init mula sa isang ibabaw na kailangang epektibong palamig sa isang aparato na idinisenyo upang mabawi ang init na ito, ginagamit ang tinatawag na mga thermal interface.

Ang thermal interface ay isang layer, kadalasan ng isang multi-component thermally conductive compound, kadalasang paste o compound.

Ang pinakasikat na mga thermal interface ngayon ay ang mga ginagamit para sa mga microelectronic na bahagi sa mga computer: para sa mga processor, para sa mga video card chip, atbp. Ang mga thermal interface ay malawakang ginagamit sa iba pang electronics, kung saan ang mga power circuit ay nakakaranas din ng mataas na pag-init at samakatuwid ay nangangailangan ng mahusay at mataas na kalidad na paglamig... Ang mga thermal interface ay naaangkop din sa lahat ng uri ng mga sistema ng supply ng init.

Sa isang paraan o iba pa, ang iba't ibang mga thermally conductive compound ay ginagamit sa paggawa ng mga power electronics, radio electronics, computing at mga kagamitan sa pagsukat, sa mga device na may mga sensor ng temperatura, atbp., iyon ay, kung saan may karaniwang mga bahagi na pinainit ng kasalukuyang operating o sa ibang paraan.na may mahusay na pag-aalis ng init. Ngayon ay may mga thermal interface ng mga sumusunod na anyo: i-paste, pandikit, tambalan, metal, gasket.

Heat transfer paste

Ang thermal paste o simpleng thermal paste ay isang pangkaraniwang anyo ng modernong thermal interface. Ito ay isang multi-component plastic mixture na may magandang thermal conductivity. Ang mga thermal paste ay ginagamit upang bawasan ang thermal resistance sa pagitan ng dalawang contact surface, halimbawa sa pagitan ng chip at heatsink.

Salamat sa thermally conductive paste, ang hangin na may mababang thermal conductivity sa pagitan ng radiator at ng cooled surface ay pinapalitan ng paste na may mas mataas na thermal conductivity.

Ang pinakakaraniwang mga pastes na gawa sa Russia ay KPT-8 at AlSil-3. Sikat din ang Zalman, Cooler Master at Steel Frost pastes.

Ang mga pangunahing kinakailangan para sa thermally conductive paste ay mayroon itong pinakamababang posibleng thermal resistance, na ito ay matatag na nagpapanatili ng mga katangian nito sa paglipas ng panahon at sa buong saklaw ng mga temperatura ng pagtatrabaho, na ito ay madaling ilapat at hugasan, at sa ilang mga kaso. ay kapaki-pakinabang na mayroong angkop mga katangian ng insulating elektrikal.

Ang paggawa ng mga thermally conductive paste ay nauugnay sa paggamit ng pinakamahusay na thermally conductive na mga bahagi at mga filler na may sapat na mataas na thermal conductivity.

Microdispersed at nanodispersed na mga pulbos at pinaghalong batay sa tungsten, tanso, pilak, brilyante, zinc at aluminum oxide, aluminum at boron nitride, graphite, graphene, atbp.

Ang binder sa komposisyon ng i-paste ay maaaring mineral o sintetikong langis, iba't ibang mga mixtures at likido ng mababang pagkasumpungin. May mga thermal paste na ang binder ay polymerized sa hangin.

Nangyayari na upang madagdagan ang density ng i-paste, ang madaling singaw na mga bahagi ay idinagdag sa komposisyon nito upang kapag inilapat ang i-paste ay likido at pagkatapos ay nagiging isang thermal interface na may mataas na density at thermal conductivity. Ang mga komposisyon ng thermal conductivity ng ganitong uri ay may katangian na pag-aari na maabot ang maximum na thermal conductivity pagkatapos ng 5 hanggang 100 na oras ng normal na operasyon.

May mga metal-based na paste na likido sa temperatura ng kuwarto. Ang ganitong mga paste ay binubuo ng purong gallium at indium, pati na rin ang mga haluang metal batay sa kanila.

Ang pinakamahusay at pinakamahal na mga pastes ay gawa sa pilak. Ang mga paste batay sa aluminum oxide ay itinuturing na pinakamainam. Ang pilak at aluminyo ay nagbibigay ng pinakamababang thermal resistance ng huling produkto. Ang mga ceramic-based pastes ay mas mura, ngunit hindi gaanong epektibo.

Ang pinakasimpleng thermal paste ay maaaring gawin sa pamamagitan ng paghahalo ng lead powder ng isang ordinaryong graphite pencil na ipinihis sa papel de liha na may ilang patak ng mineral lubricating oil.

Gaya ng nabanggit sa itaas, ang karaniwang paggamit ng thermal paste ay bilang mga thermal interface sa mga elektronikong device kung saan kinakailangan at inilapat sa pagitan ng isang elementong bumubuo ng init at isang istrakturang naglalabas ng init, halimbawa sa pagitan ng isang processor at isang cooler.

Ang pangunahing bagay na dapat obserbahan kapag gumagamit ng thermally conductive paste ay upang mapanatili ang kapal ng layer sa isang minimum. Upang makamit ito, kinakailangan na mahigpit na sundin ang mga rekomendasyon ng tagagawa ng i-paste.

Ang isang maliit na i-paste ay inilapat sa thermal contact area ng dalawang bahagi at pagkatapos ay simpleng gumuho habang pinipindot ang dalawang ibabaw nang magkasama. Kaya, pupunuin ng paste ang pinakamaliit na hukay sa mga ibabaw at mag-aambag sa pagbuo ng isang homogenous na kapaligiran para sa pamamahagi at paglipat ng init sa labas.

Ang thermal grease ay mabuti para sa paglamig ng iba't ibang mga assemblies at mga bahagi ng electronics, ang paglabas ng init na kung saan ay mas mataas kaysa sa pinapayagan para sa isang tiyak na bahagi, depende sa uri at katangian ng isang partikular na kaso. Microcircuits at transistor ng switching power supply, linear scanner ng picture lamp device, power stage ng acoustic amplifier, atbp. Ang mga ito ay karaniwang mga lugar upang gumamit ng thermal paste.

Heat transfer adhesive

Kapag ang paggamit ng heat-conducting paste ay imposible para sa ilang kadahilanan, halimbawa, dahil sa kawalan ng kakayahang mahigpit na pindutin ang mga bahagi sa bawat isa gamit ang mga fastener, ginagamit nila ang paggamit ng heat-conducting glue. Ang heatsink ay nakadikit lamang sa transistor, processor, chip, atbp.

Ang koneksyon ay lumalabas na hindi mapaghihiwalay, samakatuwid ito ay nangangailangan ng isang lubos na tumpak na diskarte at pagsunod sa teknolohiya para sa tama at mataas na kalidad na gluing. Kung ang teknolohiya ay nilabag, ang kapal ng thermal interface ay maaaring maging napakalaki at ang thermal conductivity ng joint ay lumala.

Therlly conductive potting mixes

Kapag, bilang karagdagan sa mataas na thermal conductivity, hermeticity, elektrikal at mekanikal na lakas ay kinakailangan, ang mga cooled module ay napuno lamang ng isang polymerizable mixture, na idinisenyo upang ilipat ang init mula sa pinainit na bahagi sa pabahay ng aparato.

Kung ang pinalamig na module ay dapat mag-alis ng maraming init, kung gayon ang tambalan ay dapat ding magkaroon ng sapat na pagtutol sa pag-init, thermal cycling, at kayang mapaglabanan ang thermal stress na nagreresulta mula sa gradient ng temperatura sa loob ng module.

Mababang natutunaw na mga metal

Ang mga thermal interface ay nakakakuha ng higit at higit na katanyagan batay sa paghihinang ng dalawang ibabaw na may mababang natutunaw na metal. Kung ang teknolohiya ay inilapat nang tama, posible na makakuha ng talaan ng mababang thermal conductivity, ngunit ang pamamaraan ay kumplikado at nagdadala ng maraming mga limitasyon.

Una sa lahat, ito ay kinakailangan upang qualitatively ihanda ang isinangkot ibabaw para sa pag-install, depende sa kanilang materyal, ito ay maaaring maging isang mahirap na gawain.

Sa mga high-tech na industriya, posible na maghinang ng anumang mga metal, sa kabila ng katotohanan na ang ilan sa kanila ay nangangailangan ng espesyal na paghahanda sa ibabaw. Sa pang-araw-araw na buhay, ang mga metal lamang na mahusay na nagpapahiram sa kanilang sarili sa tinning ay husay na magkakaugnay: tanso, pilak, ginto, atbp.

Ang mga keramika, aluminyo at polimer ay hindi nagpapahiram sa kanilang sarili sa tinning, sa kanila ang sitwasyon ay mas kumplikado, dito hindi posible na makamit ang galvanic na paghihiwalay ng mga bahagi.

Bago simulan ang paghihinang, ang hinaharap na mga ibabaw na pagsasamahin ay dapat na malinis ng anumang dumi. Mahalagang gawin ito nang epektibo, upang linisin ito mula sa mga bakas ng kaagnasan, dahil sa mababang temperatura ay karaniwang hindi makakatulong ang mga flux.

Ang paglilinis ay karaniwang ginagawa nang mekanikal gamit ang alkohol, eter o acetone. Ito ay para dito na ang isang matigas na tela at isang punasan ng alkohol ay minsan naroroon sa pakete ng thermal interface.Ang trabaho ay dapat gawin gamit ang mga guwantes, dahil ang grasa na maaaring makuha mula sa mga kamay ay tiyak na masisira ang kalidad ng paghihinang.

Ang paghihinang mismo ay dapat gawin sa pag-init at pagsunod sa lakas na tinukoy ng tagagawa. Ang ilan sa mga pang-industriyang thermal interface ay nangangailangan ng mandatoryong pre-heating ng mga konektadong bahagi sa 60-90 °C at ito ay maaaring mapanganib para sa ilang sensitibong bahagi ng elektroniko. Ang paunang pag-init ay karaniwang ginagawa gamit ang isang hair dryer, at pagkatapos ay ang paghihinang ay nakumpleto sa pamamagitan ng self-heating ng gumaganang aparato.

Ang mga thermal interface ng ganitong uri ay ibinebenta sa anyo ng glory foil na may isang punto ng pagkatunaw na bahagyang mas mataas sa temperatura ng silid, pati na rin sa anyo ng mga pastes. Halimbawa, ang haluang metal ng Fields sa anyo ng foil ay may melting point na 50 ° C. Ang Galinstan sa anyo ng isang paste ay natutunaw sa temperatura ng silid. Hindi tulad ng foil, ang mga pastes ay mas mahirap gamitin dahil dapat itong napakahusay na naka-embed sa mga ibabaw upang ma-soldered, habang ang foil ay nangangailangan lamang ng wastong pag-init sa panahon ng pagpupulong.

Mga gasket ng pagkakabukod

Sa power electronics, kadalasang kailangan ang electrical isolation sa pagitan ng heat transfer at heat sink. Samakatuwid, kapag hindi angkop ang thermally conductive paste, ginagamit ang silicone, mica o ceramic substrates.

Ang mga nababaluktot na malambot na pad ay gawa sa silicone, ang mga hard pad ay gawa sa ceramic. Mayroong mga naka-print na circuit board batay sa isang tanso o aluminyo na sheet na natatakpan ng isang manipis na layer ng ceramic, kung saan inilalapat ang mga bakas ng tansong foil.

Kadalasan ang mga ito ay mga single-sided boards, sa isang gilid ng track, at sa kabilang banda ay may ibabaw para sa attachment sa radiator.

Bilang karagdagan, sa mga espesyal na kaso, ang mga bahagi ng kapangyarihan ay ginawa kung saan ang metal na bahagi ng pabahay, na naka-attach sa radiator, ay agad na natatakpan ng isang layer ng epoxy.

Mga tampok ng paggamit ng mga thermal interface

Kapag nag-aaplay at nag-aalis ng thermal interface, kinakailangan na mahigpit na sundin ang mga rekomendasyon ng tagagawa nito, pati na rin ang tagagawa ng cooled (cooling) device. Mahalagang maging maingat lalo na kapag nagtatrabaho sa mga electrically conductive thermal interface, dahil ang labis nito ay maaaring makapasok sa ibang mga circuit at maging sanhi ng short circuit.