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Was sind thermische Schnittstellenmaterialien?
Wärmeleitmaterialien (TIMs) dienen der Wärmeableitung und -abfuhr von elektronischen Bauteilen. Sie werden üblicherweise zwischen dem wärmeerzeugenden Chip bzw. Bauteil und dem wärmeableitenden Substrat oder Bauteil platziert.

Warum werden elektronische Geräte heiß?

Elektronische Geräte erhitzen sich aufgrund eines physikalischen Phänomens namens elektrischer Widerstand. Wird an einen Leiter eine Spannung angelegt, beginnen sich die freien Elektronen zu bewegen. Diese Elektronen stoßen dabei mit den Atomen des Leitermaterials zusammen. Diese Kollisionen erzeugen Reibung (Widerstand) zwischen den Elektronen und den Atomen des Leiters und führen zu einer starken Wärmeentwicklung.


Zu den modernen elektronischen Geräten mit der höchsten Wärmeentwicklung zählen Leuchtdioden (LEDs) und Computerprozessoren wie GPUs, CPUs und TPUs. Auch spannungsverändernde Bauteile wie Transformatoren, Widerstände, Wandler und Wechselrichter erzeugen viel Wärme. Daher ist es entscheidend, diese Geräte zu kühlen, um optimale Leistung und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Aus diesem Grund werden üblicherweise Wärmemanagementsysteme eingesetzt, die die Gerätetemperatur innerhalb festgelegter Grenzen halten.

Elektronikkühltechniken lassen sich in passive und aktive Verfahren unterteilen. Passive Kühlmethoden nutzen natürliche Wärmeleitung, Wärmestrahlung und Konvektion zur Kühlung elektronischer Geräte. Aktive Kühlmethoden hingegen benötigen externe Energie, um ein elektronisches Gerät oder Bauteil zu kühlen.


Aktive Kühlung ist offensichtlich effektiver, aber im Vergleich zur passiven Kühlung auch kostspieliger. Die Effizienz der passiven Kühlung lässt sich jedoch durch den Einsatz von Wärmeleitmaterialien anstelle von Luft steigern.

Arten von Wärmeleitmaterialien

Es gibt verschiedene Wärmeleitmaterialien, die auf unterschiedliche Anforderungen an das Wärmemanagement elektronischer Geräte zugeschnitten sind. Zu den gebräuchlichsten gehören:

Was geschieht während der Montage?

Beim Verbinden von Oberflächen mittels einer Schnittstelle entsteht meist ein Bereich mechanischen Kontakts an der Kontaktstelle. Dies ist auf die Oberflächenrauheit oder -welligkeit zurückzuführen und beeinflusst die Wärmeleitung. Die Oberflächenunregelmäßigkeit und der daraus resultierende Spalt sind die Hauptursache für den thermischen Kontaktwiderstand, da sich die Spalten mit Luft geringer Wärmeleitfähigkeit füllen. Um den Widerstand zu minimieren, sind in der Regel Füllmaterialien erforderlich, um den Kontakt zwischen den zusammenpassenden Oberflächen zu verbessern.

Typischerweise existieren mehrere Schnittstellen zwischen dem wärmeerzeugenden Element und dem späteren Kühlkörper.


Die Dicke kann von wenigen Tausendstel Zoll bis zu mehreren Hundertstel Zoll variieren. Einige davon bestehen aus dauerhaften Verbindungen wie Löt- oder Klebstoffen.


Andere Schnittstellen sind nicht permanent und werden Teil des Wärmeübertragungspfades, beispielsweise wenn eine Komponente an einem Kühlkörper verschraubt wird oder wenn ein montiertes Modul an einem Gehäuse befestigt ist.

Thermische Schnittstellenmaterialien für Ihre Anwendung

Wir bieten Wärmeleitmaterialien an, die speziell auf Ihre Fertigungsanforderungen zugeschnitten sind. Jedes Material verfügt über eigene Eigenschaften, die für unterschiedliche Anwendungsfälle geeignet sind.

Wärmeleitendes Silikon

Thermisch leitfähige Silikonmaterialien sind kostengünstige Wärmeleitmaterialien, die eine gute Abdichtung gegenüber der Umgebung bieten. Thermisch und elektrisch leitfähiges Silikon kann überall dort eingesetzt werden, wo keine elektrische Isolation erforderlich ist.


Wärmeleitfähiges Silikon ist als Extrusionsmaterial oder als O-Ring mit Verbindungsstücken in Platten der Größe 380 mm x 508 mm (15″ x 20″) oder als Stanzzuschnitt in spezifischen Konfigurationen erhältlich. Die wärmeleitfähigen Silikonmaterialien sind einseitig mit einem speziellen, druckempfindlichen Klebstoff versehen. Diese Klebstoffbeschichtung ist die dünnste auf dem Markt und minimiert somit jegliche Beeinträchtigung der Wärmeleistung.

Graphitblatt

Ein Graphitblatt, auch allgemein bekannt als Thermal- flexible Graphitfolie ist ein hoch- Leistung Thermal- Management Material Seine Hauptfunktion besteht darin, die Wärme gleichmäßig entlang seiner Ebene zu verteilen, wodurch „Hotspots“ effektiv vermieden und wärmeempfindliche Bereiche geschützt werden. Komponenten In verschieden elektronisch Geräte.

Hauptmerkmale

  • Hoch Thermal Leitfähigkeit Es besitzt eine außergewöhnlich hohe In-Plane-Eigenschaft. Thermal- Leitfähigkeit , typischerweise im Bereich von 150 bis 1500 W/m·K , was sogar den Wert von übertreffen kann Metalle wie Kupfer .

  • Chemische Stabilität : Da es hauptsächlich aus Kohlenstoff (C) besteht, ist es chemisch stabil, ungiftig und liefert zuverlässige Ergebnisse in einem breiten Anwendungsbereich. Temperatur Bereich (z. B. von -40 °C bis +400 °C) .
  • Flexibilität und Anpassungsfähigkeit : Die Folie ist dünn, flexibel und lässt sich glatt anlegen. haften sowohl für flache als auch für gebogene Flächen Oberflächen , die sich leicht an die Konturen anpassen verschieden Komponenten Die

  • Leichtgewicht : Durch seine relativ geringe Dichte ist es deutlich leichter als herkömmliche Materialien. Metall Wärmeverteiler (z. B. ca. 25 % leichter als Aluminium und 75 % leichter als Kupfer) .

Anisotropie Thermal Leitfähig Verbundwerkstoff Blatt

Anisotropie Thermal Leitfähig Verbundwerkstoff Das Blatt ist ein

spezialisiert Thermal- Schnittstelle Material (TIM) entworfen um den Wärmefluss gezielt und gerichtet zu steuern. Im Gegensatz zu isotropen Materialien Das Benehmen gleichmäßige Hitze in allen Wegbeschreibung Diese Platten sind so konstruiert, dass sie eine hohe Thermal- Leitfähigkeit in einem primären Richtung (durch die Ebene, Z-Achse) bei gleichzeitig niedriger Thermal- Leitfähigkeit in den anderen beiden Wegbeschreibung (in der Ebene, X- und Y-Achse).


Diese einzigartige Eigenschaft macht sie ideal, um Wärme von einem heißen Ort abzuleiten Komponente (wie eine CPU oder GPU) direkt durch die Folie hindurch zu einem Kühlkörper, wobei die seitliche Wärmeausbreitung auf umliegende, potenziell wärmeempfindliche Bereiche verhindert wird. Komponenten Die

Hauptmerkmale und Funktionsprinzip

  • Hohe Durch-Ebene Leitfähigkeit (Z-Achse): Bietet eine effiziente " Thermal- „Autobahn“ für den Wärmetransport von der Wärmequelle zur Kühlung Lösung (z. B. ein Kühlkörper oder ein Gehäuse). Die Werte können zwischen 3 und 20 W/m·K liegen für Polymer -basierend Verbundwerkstoffe bis über 50 W/m·K für hochentwickelte Graphit- oder ausgerichtete Fasern Verbundwerkstoffe Die

  • Niedrige In-Plane-Eigenschaften Leitfähigkeit (X- und Y-Achse): Fungiert als " Thermal- seitlich "Isolator", wodurch die Wärme auf den Bereich direkt über dem beschränkt wird Komponente Dadurch wird verhindert, dass sich „Hotspots“ über das gesamte Spielfeld ausbreiten, und benachbarte Bereiche werden geschützt. Komponenten Die

  • Das Anisotropieverhältnis: Dies ist eine wichtige Kennzahl, berechnet als (In-Plane) Leitfähigkeit ) / (Durch die Ebene) Leitfähigkeit Ein höheres Verhältnis deutet auf eine effektivere und tatsächlich anisotrope Wirkung hin. Material Die

Graphit-Kupfer-Geflecht

Graphit-Kupfer-Gewebe ist ein Verbundwerkstoff Material Diese Kombination kombiniert ein Kupfergewebe mit Graphit. Ziel dieser Kombination ist es, die hohe elektrische Leitfähigkeit auszunutzen. Leitfähigkeit aus Kupfer mit hervorragenden Schmiereigenschaften und Thermal- Stabilität von Graphit Manchmal wird es auch als Kupfer-Graphit bezeichnet. Verbundwerkstoff Netz.

Wichtigste Merkmale und Vorteile

  • Ausgezeichnete Elektrik Leitfähigkeit Das durchgehende Kupfergewebe Struktur bietet einen primären Pfad für elektrischen Strom, was dazu beiträgt, einen geringeren Gesamtwiderstand im Vergleich zu einigen anderen kohlenstoffbasierten Materialien zu erreichen. Verbundwerkstoffe Die
  • Vorgesetzter Selbstschmierung & geringe Reibung: Graphit wirkt als Festschmierstoff. Es bildet einen Schmierfilm auf Oberflächen Dadurch werden Reibung und Verschleiß deutlich reduziert, was für bewegliche Teile wie Gleitkontakte von entscheidender Bedeutung ist .
  • Verbesserte Haltbarkeit Widerstand Die Kombination aus dem langlebigen Kupfernetzwerk und dem Schmiermittel Wirkung von Graphit führt zu einem Material das Verschleiß viel besser standhält als Graphit allein (das weich sein kann). oder ein anderes Verbundwerkstoffe wo die leitfähig Die Phase könnte isoliert sein Dies führt zu einer längeren Betriebsdauer.

  • Gut Thermal Leitfähigkeit Sowohl Kupfer als auch Graphit sind gute Wärmeleiter, wodurch das Gewebe zur Ableitung der durch Reibung oder elektrischen Strom erzeugten Wärme beiträgt und somit Schutz bietet. Komponenten durch Überhitzung Die

  • Strukturell Integrität: Die Verwendung eines Kupfergewebes anstelle von isolierten Partikeln oder Imprägnierungen kann erstellen ein kontinuierlicheres und besser vernetztes Netzwerk innerhalb des Verbundwerkstoff Dies verbessert sowohl die mechanische Stabilität als auch die elektrische Leitfähigkeit. Die

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