Perché i dispositivi elettronici si surriscaldano?
I dispositivi elettronici si riscaldano a causa del riscaldamento Joule , un fenomeno fisico fondamentale: quando la corrente scorre attraverso un materiale conduttivo, gli elettroni collidono con gli atomi e generano calore a causa della resistenza elettrica.
I moderni componenti ad alta potenza, come CPU, GPU, LED e convertitori di potenza, dissipano grandi quantità di energia termica.
Per mantenere prestazioni e affidabilità, i sistemi utilizzano la gestione termica per tenere sotto controllo la temperatura.
I metodi di raffreddamento si dividono sostanzialmente in:
Raffreddamento passivo : sfrutta la conduzione naturale, la convezione e la radiazione senza alimentazione esterna.
Raffreddamento attivo : utilizza sistemi alimentati (ventole, pompe) per ottenere tassi di rimozione del calore più elevati, anche se a scapito di energia e maggiore complessità.
In molti casi, i materiali di interfaccia termica (TIM) migliorano l'efficienza del raffreddamento passivo sostituendo gli spazi d'aria con materiali termicamente conduttivi, riducendo significativamente la resistenza termica e aumentando il trasferimento di calore.
Perché i dispositivi elettronici si surriscaldano?
I dispositivi elettronici si riscaldano a causa del riscaldamento Joule , un fenomeno fisico fondamentale: quando la corrente scorre attraverso un materiale conduttivo, gli elettroni collidono con gli atomi e generano calore a causa della resistenza elettrica.
I moderni componenti ad alta potenza, come CPU, GPU, LED e convertitori di potenza, dissipano grandi quantità di energia termica.
Per mantenere prestazioni e affidabilità, i sistemi utilizzano la gestione termica per tenere sotto controllo la temperatura.
I metodi di raffreddamento si dividono sostanzialmente in:
Raffreddamento passivo : sfrutta la conduzione naturale, la convezione e la radiazione senza alimentazione esterna.
Raffreddamento attivo : utilizza sistemi alimentati (ventole, pompe) per ottenere tassi di rimozione del calore più elevati, anche se a scapito di energia e maggiore complessità.
In molti casi, i materiali di interfaccia termica (TIM) migliorano l'efficienza del raffreddamento passivo sostituendo gli spazi d'aria con materiali termicamente conduttivi, riducendo significativamente la resistenza termica e aumentando il trasferimento di calore.
Cosa succede durante l'assemblaggio?
Quando due superfici vengono unite, picchi e avvallamenti microscopici creano minuscole fessure d'aria, perché le superfici reali non sono perfettamente lisce. Queste fessure intrappolano l'aria, che ha una conduttività termica molto bassa, e aumentano significativamente la resistenza al contatto termico . Per migliorare il trasferimento di calore, vengono utilizzati dei riempitivi termici (TIM) per colmare meglio queste irregolarità.
In un dispositivo tipico, esistono diverse interfacce tra la fonte di calore (ad esempio, un chip) e il dissipatore di calore finale. Alcune interfacce sono costituite da legami permanenti , come saldature o adesivi.
Altre non sono permanenti , ad esempio un componente fissato meccanicamente a un dissipatore di calore o un modulo accoppiato a uno chassis. Tutte queste interfacce contribuiscono al percorso termico complessivo e devono essere ottimizzate per ridurre al minimo la resistenza.
Quando due superfici vengono unite, picchi e avvallamenti microscopici creano minuscole fessure d'aria, perché le superfici reali non sono perfettamente lisce. Queste fessure intrappolano l'aria, che ha una conduttività termica molto bassa, e aumentano significativamente la resistenza al contatto termico . Per migliorare il trasferimento di calore, vengono utilizzati dei riempitivi termici (TIM) per colmare meglio queste irregolarità.
In un dispositivo tipico, esistono diverse interfacce tra la fonte di calore (ad esempio, un chip) e il dissipatore di calore finale. Alcune interfacce sono costituite da legami permanenti , come saldature o adesivi.
Altre non sono permanenti , ad esempio un componente fissato meccanicamente a un dissipatore di calore o un modulo accoppiato a uno chassis. Tutte queste interfacce contribuiscono al percorso termico complessivo e devono essere ottimizzate per ridurre al minimo la resistenza.
Materiali di interfaccia termica per la tua applicazione
Silicone termoconduttivo
Il silicone termoconduttivo è un materiale di interfaccia termica conveniente che offre anche un'eccellente tenuta ambientale. È ideale quando è richiesta una conduttività termica moderata, soprattutto in applicazioni in cui l'isolamento elettrico non è critico.
Questi siliconi sono disponibili in una varietà di formati: profili estrusi, O-ring giuntati, lastre di grandi dimensioni (ad esempio, 380 mm × 508 mm) o fustellati di precisione. Per una maggiore praticità, possono essere dotati di uno strato adesivo sensibile alla pressione (PSA) brevettato ultrasottile, che riduce al minimo l'impatto sulla conduttività termica.
Grazie alla bassa resistenza termica a bassa compressione, questo materiale si adatta bene a superfici irregolari o con tolleranze elevate, generando al contempo uno stress di rimbalzo minimo, riducendo le sollecitazioni sui componenti elettronici delicati durante l'assemblaggio. Ideale per riempire interstizi variabili, garantisce un trasferimento di calore affidabile senza compromettere l'integrità meccanica.
Foglio di grafite
Un foglio di grafite, comunemente noto anche come
- Conduttività termica ultraelevata: la conduttività nel piano varia da ~150 a 1500 W/m·K, superando le prestazioni di molti metalli.
- Stabilità chimica e termica: realizzato in carbonio ad alta purezza, rimane stabile da -40 °C fino a +400 °C e resiste alla corrosione
- Flessibile e adattabile: sottile, pieghevole e in grado di adattarsi facilmente a superfici piane o curve.
- Leggero: molto più leggero dei tradizionali dissipatori di calore in metallo, circa il 25% più leggero dell'alluminio e circa il 75% più leggero del rame.
- Bassa conduttività nel piano: limita la diffusione laterale del calore, aiutando a concentrare il raffreddamento sulla zona calda e a proteggere i componenti adiacenti.
- Elevato rapporto di anisotropia: il rapporto tra conduttività nel piano e attraverso il piano definisce l'efficacia: rapporti più elevati indicano un controllo direzionale più forte.
Anisotropic Termico Conduttivo Composito Foglio
Un foglio composito termoconduttivo anisotropico è un TIM progettato per condurre il calore principalmente in una direzione (attraverso il piano, asse Z), limitando al contempo la diffusione del calore nelle direzioni nel piano (X e Y). Questo design aiuta a convogliare il calore direttamente dai componenti caldi, come CPU o moduli di alimentazione, verso un dissipatore di calore, senza consentire al calore laterale di influenzare le parti sensibili vicine.
Elevata conduttività attraverso il piano: fornisce un rapido "percorso" termico dalla fonte di calore alla struttura di raffreddamento; le versioni basate su polimeri vanno da ~3 a 20 W/m·K; i compositi allineati con fibre o grafite possono superare i 50 W/m·K.
Gestione termica personalizzata: ideale per componenti elettronici densamente assemblati, chip impilati in 3D o moduli di alimentazione in cui è necessario massimizzare il flusso di calore verticale senza surriscaldare la scheda.
Maglia di rame e grafite
La rete di grafite e rame è un composito ibrido che fonde una rete continua di rame con la grafite, combinando l'eccellente conduttività elettrica del rame con la lubrificazione e la stabilità termica della grafite per formare un materiale durevole e ad alte prestazioni.
- Altamente conduttivo: la rete di rame fornisce un percorso a bassa resistenza, consentendo un flusso di corrente efficiente.
- Autolubrificante: la grafite agisce come un lubrificante solido, riducendo l'attrito e l'usura nei contatti scorrevoli o in movimento.
- Resistente all'usura: la rete di rame e la grafite insieme offrono una maggiore durata rispetto alla sola grafite o ad altri compositi.
- Efficienza termica: sia il rame che la grafite aiutano a dissipare il calore generato dall'attrito o dalla corrente.
- Strutturalmente robusta: la struttura a rete garantisce un'integrità meccanica ed elettrica continua, migliorando le prestazioni nel tempo.
Ideale per componenti elettronici flessibili, sensori, contatti striscianti e moduli ad alte prestazioni in cui conduttività affidabile, resistenza all'usura e autolubrificazione sono essenziali.
Silicone termoconduttivo
Il silicone termoconduttivo è un materiale di interfaccia termica conveniente che offre anche un'eccellente tenuta ambientale. È ideale quando è richiesta una conduttività termica moderata, soprattutto in applicazioni in cui l'isolamento elettrico non è critico.
Questi siliconi sono disponibili in una varietà di formati: profili estrusi, O-ring giuntati, lastre di grandi dimensioni (ad esempio, 380 mm × 508 mm) o fustellati di precisione. Per una maggiore praticità, possono essere dotati di uno strato adesivo sensibile alla pressione (PSA) brevettato ultrasottile, che riduce al minimo l'impatto sulla conduttività termica.
Grazie alla bassa resistenza termica a bassa compressione, questo materiale si adatta bene a superfici irregolari o con tolleranze elevate, generando al contempo uno stress di rimbalzo minimo, riducendo le sollecitazioni sui componenti elettronici delicati durante l'assemblaggio. Ideale per riempire interstizi variabili, garantisce un trasferimento di calore affidabile senza compromettere l'integrità meccanica.
Foglio di grafite
Un foglio di grafite, comunemente noto anche come
- Conduttività termica ultraelevata: la conduttività nel piano varia da ~150 a 1500 W/m·K, superando le prestazioni di molti metalli.
- Stabilità chimica e termica: realizzato in carbonio ad alta purezza, rimane stabile da -40 °C fino a +400 °C e resiste alla corrosione
- Flessibile e adattabile: sottile, pieghevole e in grado di adattarsi facilmente a superfici piane o curve.
- Leggero: molto più leggero dei tradizionali dissipatori di calore in metallo, circa il 25% più leggero dell'alluminio e circa il 75% più leggero del rame.
- Bassa conduttività nel piano: limita la diffusione laterale del calore, aiutando a concentrare il raffreddamento sulla zona calda e a proteggere i componenti adiacenti.
- Elevato rapporto di anisotropia: il rapporto tra conduttività nel piano e attraverso il piano definisce l'efficacia: rapporti più elevati indicano un controllo direzionale più forte.
Anisotropic Termico Conduttivo Composito Foglio
Un foglio composito termoconduttivo anisotropico è un TIM progettato per condurre il calore principalmente in una direzione (attraverso il piano, asse Z), limitando al contempo la diffusione del calore nelle direzioni nel piano (X e Y). Questo design aiuta a convogliare il calore direttamente dai componenti caldi, come CPU o moduli di alimentazione, verso un dissipatore di calore, senza consentire al calore laterale di influenzare le parti sensibili vicine.
Elevata conduttività attraverso il piano: fornisce un rapido "percorso" termico dalla fonte di calore alla struttura di raffreddamento; le versioni basate su polimeri vanno da ~3 a 20 W/m·K; i compositi allineati con fibre o grafite possono superare i 50 W/m·K.
Gestione termica personalizzata: ideale per componenti elettronici densamente assemblati, chip impilati in 3D o moduli di alimentazione in cui è necessario massimizzare il flusso di calore verticale senza surriscaldare la scheda.
Maglia di rame e grafite
La rete di grafite e rame è un composito ibrido che fonde una rete continua di rame con la grafite, combinando l'eccellente conduttività elettrica del rame con la lubrificazione e la stabilità termica della grafite per formare un materiale durevole e ad alte prestazioni.
- Altamente conduttivo: la rete di rame fornisce un percorso a bassa resistenza, consentendo un flusso di corrente efficiente.
- Autolubrificante: la grafite agisce come un lubrificante solido, riducendo l'attrito e l'usura nei contatti scorrevoli o in movimento.
- Resistente all'usura: la rete di rame e la grafite insieme offrono una maggiore durata rispetto alla grafite da sola o ad altri compositi.
- Efficienza termica: sia il rame che la grafite aiutano a dissipare il calore generato dall'attrito o dalla corrente.
- Strutturalmente robusta: la struttura a rete garantisce un'integrità meccanica ed elettrica continua, migliorando le prestazioni nel tempo.
Ideale per componenti elettronici flessibili, sensori, contatti striscianti e moduli ad alte prestazioni in cui conduttività affidabile, resistenza all'usura e autolubrificazione sono essenziali.
Non esitate a contattarci per qualsiasi domanda, commento o dubbio. Puoi contattare il nostro team di assistenza clienti al numero di telefono o all'indirizzo e-mail. Siamo qui per assisterti in ogni modo possibile. Grazie per aver scelto di connetterti con noi.
● Soluzione perfetta
● Selezione dei materiali
● Implementazione del processo
● Dati di prova completi
ABOUT US