Termiskt gränssnitt - ett lager av värmeledande sammansättning (vanligtvis multikomponent) mellan den kylda ytan och den värmeavlägsnande anordningen . Den vanligaste typen av termiska gränssnitt är termiskt ledande pastor (termiska pastor) och föreningar .
I vardagen är termiska gränssnitt för värmealstrande komponenter i persondatorer ( processor , grafikkort , RAM , moderkortstrosor , etc.) mest kända. Det används också inom elektronik för att ta bort värme från kraftkretskomponenter och minska temperaturgradienten inuti blocken.
Termiska gränssnitt används också i värmeförsörjning och värmesystem.
Termiskt ledande kompositioner används vid tillverkning av elektroniska komponenter, inom värmeteknik och mätteknik, samt vid produktion av radioelektroniska enheter med hög värmeavgivning. Termiska gränssnitt har följande former:
Värmeledande pasta (vardaglig termisk pasta ) är en flerkomponent plastsubstans med hög värmeledningsförmåga som används för att minska värmemotståndet mellan två kontaktytor . Värmepastan används för att ersätta luften mellan ytorna med en värmeledande pasta med högre värmeledningsförmåga . Typiska och vanligaste termiska pastor är inhemskt tillverkade termiska pastor KPT-8 , AlSil-3, samt en serie termiskt ledande pastor Cooler Master , Zalman , Noctua , Arctic , var tyst! , Thermalright , etc.
Grundläggande krav för värmeledande pastor:
Vid tillverkning av värmeledande pastor används fyllmedel med hög värmeledningsförmåga i form av mikro- och nanodispergerade pulver och deras blandningar som värmeledande komponenter :
Mineraliska eller syntetiska oljor , vätskor och deras blandningar med låg flyktighet används som bindemedel . Det finns värmeledande pastor med lufthärdande bindemedel. Ibland, för att öka densiteten , tillsätts flyktiga komponenter till deras sammansättning, vilket gör det möjligt att ha en tillräckligt flytande värmeledande pasta under appliceringsprocessen och ett mycket tätt termiskt gränssnitt med hög värmeledningsförmåga . Sådana värmeledande kompositioner når vanligtvis den maximala värmeledningsförmågan inom 5-100 timmar efter drift i normalt läge (specifika värden i bruksanvisningen). Det finns termiskt ledande pastor baserade på flytande metaller vid 20-25 ° C, bestående av rent indium och gallium och legeringar baserade på dem .
De bästa (och dyraste) silverbaserade termiska pastorna; bäst betygsatt är basen på aluminiumoxid (båda har den lägsta termiska resistansen). Den billigaste (och minst effektiva) termiska pastan har en keramisk bas.
Den enklaste termiska pastan är en blandning av grafitpulver från en "enkel" Constructor M-penna gnuggad på sandpapper och några droppar mineralsmörjolja för hushållsbruk.
AnvändningTermisk pasta används i elektroniska enheter för att förbättra det termiska gränssnittet mellan värmeproducerande element och enheter för att ta bort värme från dem (till exempel mellan en processor och en kylfläns). Huvudkravet vid användning av värmeledande pasta är den minsta tjockleken på dess skikt. För att göra detta, när du applicerar värmeledande pastor, är det nödvändigt att följa tillverkarens rekommendationer. En liten mängd pasta som appliceras på området för termisk kontakt krossas när ytorna pressas mot varandra. Samtidigt fyller pastan de minsta fördjupningarna, tränger undan luft mellan ytorna och bidrar till uppkomsten av en homogen miljö för spridning av värme.
Andra applikationer .
Termiskt fett används för att kyla elektronikkomponenter som har en värmeavledning som är större än vad som är tillåtet för en given typ av hölje: krafttransistorer och kraftmikrokretsar (nycklar) i omkoppling av strömförsörjning, i horisontella avsökningsenheter för TV-apparater med kinescope , transistorutgångar stadier av kraftfulla förstärkare.
Den används när det är omöjligt att använda värmeledande pasta (på grund av bristen på fästelement), för montering av värmeavlägsnande beslag till en processor, transistor etc. Detta är en icke-separerbar anslutning och kräver att limningstekniken följs. . Om det bryts är det möjligt att öka tjockleken på det termiska gränssnittet och försämra anslutningens värmeledningsförmåga.
För att förbättra täthet, mekanisk och elektrisk hållfasthet är elektroniska moduler ofta fyllda med polymerföreningar. Om modulerna försvinner avsevärd termisk effekt, måste ingjutningsblandningar ge motstånd mot värme och termisk cykling, motstå termiska påfrestningar på grund av temperaturgradienter inuti modulen och underlätta värmeavlägsnande från komponenterna till modulhöljet.
Det termiska gränssnittet, som vinner popularitet, är baserat på vidhäftningen av ytor med lågsmältande metall. När den tillämpas på rätt sätt ger denna metod rekordvärmekonduktivitetsparametrar, men har många begränsningar och svårigheter. Först och främst är problemet materialet på ytorna och kvaliteten på förberedelserna för installation. Under produktionsförhållanden är lödning av alla material möjlig (vissa kräver speciell ytbehandling). I hushållsförhållanden eller i verkstäder kopplas koppar-, silver-, guldytor och andra material som lätt kan förtenas samman genom lödning. Aluminium, keramik och polymerytor är helt olämpliga (vilket innebär att galvanisk isolering av delar är omöjlig).
Innan fogning genom lödning rengörs de ytor som ska fogas från föroreningar. Högkvalitativ rengöring av ytor från alla typer av föroreningar och spår av korrosion är extremt viktigt . Vid smälttemperaturer av lågsmältande metaller är flussmedel ineffektiva och används inte, därför utförs rengöring genom mekanisk rengöring och avlägsnande av föroreningar med lösningsmedel (till exempel alkohol , aceton , eter ), för vilka en hård tvättlapp och en hygienisk alkoholservetter läggs ofta i lådan med ett termiskt gränssnitt. Av samma anledning är det omöjligt att arbeta med ett termiskt gränssnitt utan handskar: fett försämrar avsevärt kvaliteten på lödningen.
Den faktiska lödningen utförs genom att värma fogen med den kraft som anges av tillverkaren av det termiska gränssnittet. Vissa typer av industriella termiska gränssnitt kräver initial uppvärmning av båda de lödda delarna till 60-90 grader Celsius. Det rekommenderas vanligtvis att förvärma (till exempel med en teknisk hårtork ) följt av slutlödning genom självuppvärmning av en fungerande enhet.
Idag erbjuds denna typ av termiskt gränssnitt i form av en legeringsfolie med en smälttemperatur något högre än rumstemperatur (50 ... 90 grader Celsius, till exempel Fields-legering)) och i form av en legeringspasta med rumssmältningstemperatur (till exempel Galinstan eller "Coollaboratory Liquid Pro"). Pastor är svårare att använda (de måste försiktigt smetas in i ytorna som ska lödas). Folie kräver speciell uppvärmning under installationen.
Elektrisk isolering mellan värmeöverföringselement används vanligtvis inom kraftelektronik. Det utförs med keramik, glimmer, silikon eller plastpackningar, substrat, beläggningar:
Applicering och borttagning av det termiska gränssnittet utförs strikt enligt instruktionerna från tillverkaren av kylanordningen och det termiska gränssnittet.
Vissa typer av termiska gränssnitt är elektriskt ledande, så särskild försiktighet måste iakttas med dem (undvik överskott av elektriskt ledande material) när de appliceras på ytan för att förhindra kontakt med elektriskt ledande kretsar och ytterligare kortslutningar.