Leitfaden zur Auswahl thermischer Materialien

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Leitfaden zur Materialauswahl

Auswahl der thermischen Grenzflächenmaterialien (TIMs)

 

 

Die Auswahl von thermischen Grenzflächenmaterialien (TIMs) ist ein schlechter & komplexe Arbeit für Maschinenbauingenieure, wie sie Sie finden Tausende von Optionen auf dem Markt und sie können manchmal verloren gehen. Heute haben Sie Hier finden Sie einige Tipps aus unserem Design Guide und hoffen, dass' Wenn du dich verwirrt fühlst.

Wenn die Leute über TIMs sprechen, Sie' Ich denke sofort an mehrere Schlüsselpunkte, wie Wärmeleitfähigkeit, Isolierung, Härte, Kompressionssatz & Wärmebeständigkeit. Das sind alles grundlegende Eigenschaften, die uns am meisten wichtig sind. Aber ist das alles? Wir sollten sagen, noch nicht fertig. In realen Anwendungen Es ist komplizierter als erwartet, da Sie mehr Faktoren berücksichtigen müssen, wie Gehäuse, Kühlkörpermaterialien, Chipflussleistung, Bauteilfläche usw.

Erstens, lassen Sie s beginnen von der prinzipiellen Theorie von Fourier' s Gesetz und Sie' Ich lerne einige Einblicke, wie es von innen nach außen funktioniert.

Vier ier's Gesetz:

Wo der Vektor   Q   ist der Wärmefluss (W/m2) in positiver x-Richtung,   dT/dx   ist der (negative) Temperaturgradient (K/m) in Richtung Wärmefluss (d.h. die Leitung erfolgt in Richtung abnehmender Temperatur und das Minuszeichen bestätigt dieses thermodynamische Axiom) und die Proportionalitätskonstante   K   ist die Wärmeleitfähigkeit des Materials (W/m.K), und   A   stellt den Kontaktbereich dar.


Fourier' Das Gesetz gibt somit die Definition der Wärmeleitfähigkeit vor und bildet die Grundlage vieler Methoden zur Bestimmung ihres Wertes. Fourier' s Gesetz, als grundlegende Ratengleichung des Leitungsprozesses, in Kombination mit dem Prinzip der Energieeinsparung, bildet auch die Grundlage für die Analyse der meisten Leitungsprobleme.  

 


Vier Eigenschaften müssen beachtet werden

Aus dieser Gleichung ergibt sich Es ist klar, dass die Wärmeleitfähigkeit großen Einfluss auf den Wärmefluss haben würde, wenn alle Ruhebedingungen auf dem gleichen Niveau geregelt würden. Bei der Auswahl der Thermopads sind hier die anderen vier Eigenschaften, die wie folgt zu beachten sind.

Dielektrische Isolierung und Ausfallspannung

Für Hochleistungsanwendungen ist es entscheidend, Kurzschluss und Komponentenausfall zu vermeiden.

  • Härte

Im Allgemeinen haben weichere Materialien eine bessere Kompressionsrate & Spaltfüllbarkeit und somit geringeren thermischen Widerstand. Sie sollten auch über die Montagefähigkeit nachdenken, da es schwierig sein wird, den Liner zu entfernen und verzerrt zu werden, um außerhalb der Toleranz zu sein oder sogar nicht perfekt zu Ihren Designs passen.

  • Komprimierungssatz

Wie oben beschrieben, ist es entscheidend, um die Lücken zu schließen. Wenn der Druck nicht ausreicht, die Leiterplatte jedoch nicht zu viel Druck aushalten kann, um sich zu verzerren, müssen Sie dies berücksichtigen, wenn Sie die angepasste Dicke und akzeptierte Toleranzen im Vergleich zum Abstand auswählen.  
In diesem Fall sollten Sie auch berücksichtigen, ob die   Schrauben oder Klemmen   Sie sind für Ihre Anwendung notwendig und welchen Druck diese Komponenten auf das Pad und die Leiterplatte ausüben.

  • Wärmebeständigkeit

Die thermische Leistung wird von seinem Wärmewiderstand bis zu einem gewissen Grad stark beeinflusst, wo die gleichen Wärmeleitfähigkeitsmaterialien verwendet werden. Aus seiner Gleichung   ( ,  wo   R ist thermischer Widerstand, d ist Dicke,   und   k ist Wärmeleitfähigkeit) ,  Die Dicke ist proportional zum Wärmewiderstand.  
Wenn Sie also die Produktstrukturen entwerfen, ist es wertvoller, den niedrigsten Abstand zu minimieren, um einen geringeren Wärmewiderstand und Ihre Materialkosten richtig zu senken.

Neben den originalen Thermopads müssen Sie auch über   die Gehäuse-/Kühlkörpermaterialien . Wenn seine Materialien aus sehr niedrig wärmeleitenden Materialien wie PC und dem Thermopad-Kontakt mit PC-Gehäuse direkt bestehen, hätte es keine große Anwendungsbedeutung, irgendwelche TIMs zu verwenden und es ist besser, die Materialien in Metall oder höher wärmeleitende Materialien zu ändern.  

Zur einfacheren Montage, wie im Härteteil erwähnt, könnten Sie   Glasfaserverstärkungsträger   Um die Handhabungsfähigkeit zu stärken, die Toleranz zu minimieren und den Stanzdruck von Stiften an Bord auszuhalten. Es ist verfügbar, um es in der Mitte und auf der Oberfläche hinzuzufügen.   Einseitige und zweiseitige Zusatzklebstoffe   kann erreicht werden, wenn dies für die Vorrichtung erforderlich ist.

Zurück zu den Entwürfen können verschiedene Arten von Lücken und Formen für die Anwendung der thermischen Spaltfüller erscheinen. Gerade bei unregelmäßigen Lücken wie vertikalen Winkeln ist normales Thermopad für diesen Anlass möglicherweise nicht perfekt geeignet. Dann wird Thermospachtel Ihre Ersatzoption sein. Da thermischer Spachtel jedoch ein halbflüssiges Material ist und beim Schütteln fließt, wenn die Lücken über 1.0mm liegen, ist unser vorgehärteter thermischer Spachtel genau da, um dieses Problem zu lösen, das 1.0-4.0mm dick ist.

Dielektrische Isolierung und Ausfallspannung


Das Thermopad der TIP Serie

 

Die TIP-Serie ist ein weiteres von Lintechs verbesserten thermischen Spaltfüllmaterialien, das extreme Wärmeleitfähigkeit und damit beispiellose thermische Grenzflächenbeständigkeit für das Mehrkomponenten-Wärmemanagement auf Leiterplattenebene bietet. Es wurde entwickelt, um Anpassungsfähigkeit und Komprimierbarkeit zu bieten, um die thermische Lücke von großen Platten und empfindlichen Komponenten zu überbrücken. Es ist nicht phasenwechselnd und kontaminiert keine Komponenten.

 



          

Auswahl der wichtigsten thermischen Pads

Typisch   Eigenschaften   von   SinoGuide Thermal   Leitfähig   Pad
Eigenschaften Einheiten TCP100 TCP150 TCP200 TCP300 TCP500 TCP600 TCP750 TCP110U Prüfung   Verfahren
Farbe --- Grau Schwarz Dunkelgrau Blau Rosa Violett Hellblau Violett rosa/weiß Visuell
Verstärkung   Träger --- — — — — — — — Glasfaser ---
Dicke   Bereich mm

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Victor Grieve, CMC limited

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