Одним из самых сложных решений является выбор подходящих термопрокладок для электронных компонентов. Именно поэтому даже самые известные производители чипов, такие как NVIDIA, Broadcom и TSMC, инвестируют в высококачественные материалы. термопрокладки.
В этой статье мы поможем вам выбрать подходящие термопрокладки, которые обеспечат оптимальное управление температурным режимом.
Материалы для термопрокладок в электронике: краткое сравнение.
Когда дело доходит до выбора подходящих термопрокладок для электроники, вопрос сводится к материалу, размерам, изоляции, огнестойкости и степени сжатия. Давайте кратко рассмотрим некоторые из наиболее распространенных материалов для теплопроводящих интерфейсов.
| Материал для термопрокладки | Примечания |
| Термопрокладки на силиконовой основе | • Хорошая гибкость и способность принимать нужную форму • Подходит для неровных электрических поверхностей |
| Термопрокладки без силикона | • Лучше всего подходит для конструкций с низким содержанием силикона или без силикона. • То есть, когда загрязнение силиконом нежелательно. |
| Термопрокладки, армированные стекловолокном | • Для повышения механической прочности • Наилучший вариант для применений, где термопрокладка должна быть устойчива к разрывам или повреждениям при транспортировке. |
| Термоинтерфейсные материалы на основе графита | • Разработан для применений с высокими тепловыми характеристиками. |
| Термопрокладки, изготовленные по индивидуальному заказу. | • Это термопрокладки, разработанные специально для конкретных задач и соответствующие определенным требованиям. Они часто используются в тех случаях, когда существующие термопрокладки не соответствуют системным спецификациям. |
Почему производители электроники используют термопрокладки
Существует множество причин, по которым производителям электроники необходимо инвестировать в высококачественные термопрокладки. Следует помнить, что речь идёт не только об обеспечении оптимальной теплопередачи, но и о правильной сборке компонентов.
• Улучшение терморегулирования
Электронные компоненты выделяют тепло. Этому теплу необходим надежный путь для отвода через радиатор, корпус, охлаждающую пластину или другую конструкцию, регулирующую тепловыделение. Термопрокладки заполняют стык между этими компонентами.
Помните, цель состоит не просто в перемещении тепла через подушку. Важно уменьшить тепловое сопротивление, создаваемое дефектами поверхности, и обеспечить постоянный контакт во время работы.
• Заполнение неровных зазоров на поверхности
Обработанные и отформованные поверхности не идеально плоские, поскольку между соприкасающимися поверхностями остаются микроскопические зазоры. Воздух плохо проводит тепло, поэтому эти зазоры могут стать значительной частью пути передачи тепла. Гибкая термопрокладка компенсирует неровности поверхности.
• Обеспечьте электрическую изоляцию
Для многих электронных сборок необходима теплопередача без создания электрического соединения между компонентом и радиатором. Электроизолирующая термопрокладка может выполнять обе функции. Для оборудования, подлежащего требованиям электробезопасности, изоляцию следует рассматривать как спецификацию, а не как предположение. В зависимости от оборудования и напряжения могут быть применимы такие стандарты, как IEC 60664-1 и IEC 62368-1.
• Повышение долгосрочной тепловой надежности
Начальные тепловые характеристики — это лишь часть задачи. Прокладка должна сохранять свои функции после сжатия, нагрева, охлаждения, вибрации и многократных циклов эксплуатации.
Где использовать термопрокладки в электронике
В современной электронике термопрокладки играют важную роль во всех компонентах, от силовой электроники, такой как инверторы и источники питания, до телекоммуникационного оборудования и бытовой электроники.
В действительности, некоторые отрасли, такие как электромобили и системы хранения энергии, получили огромную выгоду от технологии термопрокладок. От электроники, связанной с батареями, до оборудования для преобразования энергии или систем управления — все они используют термопрокладки для эффективного управления температурным режимом.
Вкратце, термопрокладки можно использовать в любых областях, требующих контроля теплопередачи, например:
- Высокоскоростные накопители
- Память графического процессора (VRAM)
- VRM материнской платы
- Светодиодное освещение и источники питания.
Как выбрать подходящую термопрокладку для электроники
Выбор правильной термопрокладки для ваших электронных систем — это первостепенная задача. Фактически, электронные системы без соответствующих прокладок не пройдут ни один процесс контроля качества.
• Определить требуемую теплопроводность
Начните с требований к тепловым характеристикам. Не следует автоматически указывать максимально возможную теплопроводность. Более высокая теплопроводность может быть обусловлена изменениями твердости, толщины, стоимости, технологичности или других физических свойств.
• Измерьте необходимую толщину зазора.
Измерьте фактическое расстояние между контактами. Не проектируйте, исходя из расчетного зазора, если производственные допуски могут его изменить. Прокладка должна обеспечивать заданный зазор, сохраняя при этом соответствующее контактное давление.
• Выберите соответствующую твердость
Твердость определяет, насколько легко прокладка принимает форму под давлением при сборке. Более мягкая прокладка, как правило, легче адаптируется к неровным поверхностям. Более жесткая прокладка может обеспечить большую механическую стабильность.
• Проверьте требования к сжатию.
Необходимо знать, какое усилие может приложить узел и какое сжатие требуется для прокладки. Слишком слабое сжатие может привести к тепловым зазорам. Слишком сильное может повредить компоненты, деформировать прокладку или создать проблемы при производстве.
• Рассмотрите возможность использования электроизоляционного материала.
Если прокладка находится между компонентом, находящимся под напряжением, и теплопроводящим радиатором, диэлектрические характеристики становятся критически важными. Проверьте диэлектрическую прочность, требования к изоляции, толщину и применимый стандарт оборудования.
• Определить диапазон рабочих температур
Термопрокладка должна оставаться работоспособной во всем диапазоне рабочих температур. Следует учитывать как непрерывную работу при высоких температурах, так и температурные колебания, а затем — циклическую термическую обработку.
• Оценить огнестойкость и требования безопасности.
Требования к огнестойкости зависят от готового оборудования и его целевого рынка. В соответствующих случаях следует оценивать термопрокладку на соответствие таким требованиям, как UL 94 и соответствующий стандарт безопасности продукции.
• Учитывайте воздействие факторов окружающей среды.
В зависимости от области применения, площадка может подвергаться воздействию влажности, вибрации, перепадов температуры, загрязнений или длительному сжатию. Особенно требовательными могут быть условия эксплуатации в автомобильной, промышленной, телекоммуникационной отраслях и сфере хранения энергии.
Часто задаваемые вопросы
В электронных устройствах следует использовать термопрокладки или термопасту?
Это будет зависеть от конкретных требований к применению. Мы рекомендуем использовать термопасту для очень тонких поверхностей. Однако термопрокладки идеально подходят для применений, где необходимо добиться контролируемой толщины, а также обеспечить аккуратную сборку и заполнение зазоров.
Как проверить качество материала термопрокладки?
В ходе тестирования вы определите, соответствует ли конкретный материал термопрокладки требованиям вашего конкретного применения. Для этого необходимо определить теплопроводность, толщину, характеристики сжатия, а также диэлектрическую прочность и толщину.
Какая термопрокладка лучше всего подходит для электроники?
Не существует универсальной термопрокладки, идеально подходящей для конкретной электронной схемы. Выбор правильной термопрокладки зависит от теплопроводности, толщины зазора, электрической изоляции, температурного диапазона, огнестойкости, воздействия окружающей среды и твердости.
Являются ли термопрокладки электроизоляционными?
Электроизоляционные свойства зависят от конкретного материала и технических характеристик.
Более толстые термопрокладки лучше передают тепло?
Не обязательно, поскольку толщина будет зависеть от размера теплового зазора.
Заключительные мысли
Термопрокладки являются важнейшим компонентом любой электрической сборки с точки зрения управления тепловым режимом. Они не только заполняют зазоры на поверхности, но и оптимизируют теплопередачу.
В компании Gallop мы помогаем вам выбрать идеальный теплопроводящий материал, изготовленный на заказ в соответствии с вашими уникальными потребностями. Получите индивидуальное предложение прямо сейчас!.
