Auswahl thermischer Grenzflächenmaterialien für die Elektronikkühlung

Mit der kontinuierlichen Zunahme der Integrationsdichte und Leistungsdichte elektronischer Geräte, dem Aufstieg von Hochleistungs-LEDs usw., geben elektronische Geräte viel Wärme ab, wenn sie arbeiten. Schlechte Wärmeleitfähigkeit führt dazu, dass die Temperatur der elektrischen Arbeitsumgebung stark ansteigt und die Betriebsstabilität elektronischer Geräte beeinträchtigt. Es verursacht sogar Schäden an den Bauteilen. Wenn keine positiven Maßnahmen ergriffen werden, werden sie" ausgebrannt" durch die überschüssige Wärme, die von selbst in Minuten freigesetzt wird. Es wird gesagt, dass die Zuverlässigkeit elektronischer Komponenten bei jeder 2°C Temperaturerhöhung um 10% sinkt.

Wo werden thermische Grenzflächenmaterialien verwendet?

thermische Grenzflächenmaterialien

Thermal Interface Materials (TIM) ist ein Füllstoff zwischen zwei Materialien und eine wichtige Brücke für die Wärmeübertragung. Wenn zwei Materialien miteinander verbunden werden, ob es sich um dasselbe Material oder zwei verschiedene Materialien handelt, selbst wenn die Oberfläche des Materials sehr flach ist oder ein großer Befestigungsdruck ausgeübt wird, ist es immer noch unmöglich, einen engen Kontakt zu erreichen, nur Teilkontakt, und die Mitte muss fixiert werden. Es gibt noch viele feine Hohlräume oder Löcher.

Die Luft im Spalt ist ein Wärmeübertragungsmedium mit schlechter Wärmeleitfähigkeit, das den Weg der Wärmeleitung behindert und den Wärmewiderstand erhöht. Daher ist es notwendig, ein thermisches Grenzflächenmaterial zwischen den beiden Klebematerialien zu füllen, um die Lücke zu füllen, die Wärmeübertragungseffizienz zu verbessern und den thermischen Widerstand zu verringern. Es ist ein weit verbreitetes und sehr wichtiges Material.

Thermische Grenzflächenmaterialien werden hauptsächlich verwendet, um die Lücke zwischen den Kontaktflächen zweier Materialien zu füllen und den thermischen Widerstand zu reduzieren. Daher ist die Wärmeleitfähigkeit K eine der wichtigen Eigenschaften für die Bewertung thermischer Grenzflächenmaterialien. Das thermische Grenzflächenmaterial sollte die folgenden grundlegenden Eigenschaften haben: Kompressibilität und Weichheit, hohe Wärmeleitfähigkeit, niedrige Wärmedämpfung, Oberflächenbenetzbarkeit, gute thermische Zyklusstabilität und so weiter.

Bei der Auswahl thermischer Grenzflächenmaterialien für die Elektronikkühlung sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen:

1. Wärmeleitfähigkeit: Die Wärmeleitfähigkeit des Materials bestimmt, wie effektiv es Wärme von der wärmeerzeugenden Komponente auf den Kühlkörper übertragen kann. Generell ist eine höhere Wärmeleitfähigkeit für diesen Zweck besser.

2. Kompressibilität: Das thermische Grenzflächenmaterial muss in der Lage sein, Lücken zwischen der wärmeerzeugenden Komponente und dem Kühlkörper zu füllen, um einen guten thermischen Kontakt sicherzustellen. Ein zu steifes Material kann zu unzureichendem Kontakt und schlechter Kühlleistung führen.

3. Haltbarkeit: Das Material sollte in der Lage sein, den Betriebsbedingungen der Elektronik zu widerstehen, in der es verwendet wird, wie Temperatur und Vibration.

4. Elektrische Leitfähigkeit: In einigen Anwendungen kann das thermische Grenzflächenmaterial mit elektrischen Komponenten in Kontakt kommen. In diesen Fällen ist es wichtig, ein Material zu wählen, das nicht leitend ist, um Kurzschlüsse zu vermeiden.

5. Einfachheit der Anwendung: Das Material sollte einfach auf die wärmeerzeugende Komponente und den Kühlkörper aufgetragen werden können und gleichzeitig mit allen Klebstoffen oder Verbindungsmitteln kompatibel sein, die im Montageprozess verwendet werden.