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Cosa sono i materiali di interfaccia termica?
I materiali di interfaccia termica (TIM) sono materiali utilizzati per dissipare e migliorare il trasferimento del calore dai dispositivi elettronici. Generalmente, vengono posizionati tra il chip e/o il componente che genera calore e il substrato che diffonde il calore o il dispositivo che lo dissipa.

Perché i dispositivi elettronici si surriscaldano?

I dispositivi elettronici si riscaldano a causa di un fenomeno fisico chiamato resistenza elettrica o semplicemente resistenza. Quando si applica una tensione a un conduttore, gli elettroni liberi iniziano a muoversi. Questi elettroni liberi, scorrendo, collidono con le particelle atomiche del materiale conduttore. Questa collisione provoca attrito (resistenza) tra gli elettroni in movimento e le particelle atomiche del conduttore, generando una quantità eccessiva di calore.


Tra i dispositivi elettronici moderni, i dispositivi che generano la maggiore energia termica includono i diodi a emissione luminosa (LED) e le unità di elaborazione dei computer come GPU, CPU e TPU. Anche i dispositivi che modificano la tensione, come trasformatori, resistori, convertitori e inverter, rilasciano un'elevata energia termica. Pertanto, è fondamentale mantenere questi dispositivi a basse temperature per garantire prestazioni e affidabilità ottimali. Di conseguenza, vengono solitamente impiegati sistemi di gestione termica che mantengono la temperatura del dispositivo entro limiti specifici.

Le tecniche di raffreddamento dei dispositivi elettronici possono essere passive e attive. Il metodo di raffreddamento passivo sfrutta la conduzione naturale, la radiazione e la convezione per raffreddare un dispositivo elettronico. D'altra parte, un metodo di raffreddamento attivo richiede energia esterna per raffreddare un dispositivo o un componente elettronico.


Evidentemente, il raffreddamento attivo è più efficace, ma è un metodo costoso rispetto al raffreddamento attivo. Tuttavia, è possibile migliorare l'efficienza del raffreddamento passivo utilizzando materiali di interfaccia termica al posto dell'aria.

Tipi di materiali di interfaccia termica

Sono disponibili diversi materiali di interfaccia termica per soddisfare diverse esigenze di gestione termica dell'elettronica. I più comuni includono

Cosa succede durante l'assemblaggio?

Quando le superfici sono collegate tramite un'interfaccia, si verifica solitamente un'area di contatto meccanico in corrispondenza dell'interfaccia stessa. Ciò è dovuto alla rugosità o all'ondulazione della superficie e influisce sulla conduzione del calore. L'irregolarità della superficie e la fessura risultante sono la causa principale della resistenza al contatto termico, poiché le fessure si riempiono di aria a bassa conduttività termica. Per ridurre al minimo la resistenza, sono generalmente necessari materiali di riempimento per aumentare il contatto tra le superfici di contatto.

In genere, esistono diverse interfacce tra l'elemento che genera calore e l'eventuale dissipatore di calore.


Lo spessore può variare da pochi millesimi di pollice a diversi centesimi di pollice. Alcuni di questi sono costituiti da legami permanenti come saldature o adesivi.


Altre interfacce non sono permanenti e faranno parte del percorso di trasferimento del calore, come ad esempio un componente imbullonato a un dissipatore di calore o tra un modulo assemblato e uno chassis.

Materiali di interfaccia termica per la tua applicazione

Offriamo materiali di interfaccia termica progettati per soddisfare le vostre esigenze produttive. Ognuno di essi ha caratteristiche specifiche, adatte a diversi casi d'uso.

Silicone termoconduttivo

I materiali siliconici termoconduttivi sono materiali di interfaccia termica convenienti che offrono un buon livello di tenuta ambientale. Il silicone termoconduttivo ed elettricamente conduttivo può essere utilizzato dove non è richiesto l'isolamento elettrico.


Il silicone termoconduttivo può essere fornito come o-ring estrusi o giuntati, in fogli da 380 mm x 508 mm (15" x 20"), oppure fustellato in configurazioni specifiche. I materiali in silicone termoconduttivo sono disponibili con adesivo proprietario sensibile alla pressione su un lato. Questo rivestimento adesivo è il più sottile disponibile, riducendo al minimo l'impatto sulle prestazioni termiche.

Foglio di grafite

Un foglio di grafite, comunemente noto anche come termico foglio di grafite flessibile , è un alto- prestazione termico gestione materiale La sua funzione primaria è quella di diffondere il calore uniformemente lungo il suo piano, eliminando efficacemente i "punti caldi" e proteggendo le superfici sensibili al calore. componenti In vario elettronico dispositivi.

Caratteristiche principali

  • Alto Termico Conduttività : Possiede un'eccezionale elevata capacità in piano termico conduttività , che in genere vanno da 150 a 1500 W/m·K , che può persino superare quella di metalli come il rame .

  • Stabilità chimica : composto principalmente da carbonio (C), è chimicamente stabile, non tossico e funziona in modo affidabile su un'ampia temperatura intervallo (ad esempio, da -40°C a +400°C) .
  • Flessibilità e conformabilità : il foglio è sottile, flessibile e può essere piegato senza problemi aderire sia piatto che curvo superfici , adattandosi facilmente ai contorni di vario componenti .

  • Leggero : la sua densità è relativamente bassa, rendendolo significativamente più leggero rispetto al tradizionale metallo dissipatori di calore (ad esempio, circa il 25% più leggeri dell'alluminio e il 75% più leggeri del rame) .

Anisotropic Termico Conduttivo Composito Foglio

Anisotropic Termico Conduttivo Composito Il foglio è un

specializzato termico interfaccia materiale (TIM) progettato per gestire il flusso di calore in modo specifico e direzionale. A differenza dell'isotropo materiali Quello condotta riscaldare equamente in tutti indicazioni , questi fogli sono progettati per avere un'elevata termico conduttività in una primaria direzione (attraverso il piano, asse Z) pur avendo un basso termico conduttività negli altri due indicazioni (nel piano, assi X e Y).


Questa proprietà unica li rende ideali per canalizzare il calore lontano da una fonte calda componente (come una CPU o una GPU) direttamente attraverso il foglio verso un dissipatore di calore, impedendo al contempo la diffusione laterale del calore verso l'ambiente circostante, potenzialmente sensibile al calore componenti .

Caratteristiche principali e principio di funzionamento

  • Alto piano passante Conduttività (asse Z): Fornisce un efficiente " termico "autostrada" per far viaggiare il calore dalla fonte di calore al raffreddamento soluzione (ad esempio, un dissipatore di calore o uno chassis). I valori possono variare da 3 a 20 W/m·K per polimero -basato compositi a oltre 50 W/m·K per grafite avanzata o fibra allineata compositi .

  • Basso in piano Conduttività (Assi X e Y): agisce come un " termico isolante" lateralmente, confinando il calore alla zona direttamente sopra l' componente Ciò impedisce che i "punti caldi" si diffondano su tutta la superficie e protegge le aree vicine componenti .

  • Il rapporto anisotropico: questa è una cifra chiave di merito, calcolata come (In-plane Conduttività ) / (Attraverso il piano Conduttività ). Un rapporto più elevato indica un effetto più efficace e veramente anisotropico materiale .

Maglia di rame e grafite

La maglia di rame e grafite è una composito materiale che combina una rete a maglie di rame con grafite. Questa combinazione mira a sfruttare l'elevata elettricità conduttività di rame con eccellenti proprietà lubrificanti e termico stabilità della grafite Potresti anche sentirlo chiamare Rame-Grafite Composito Maglia.

Caratteristiche e vantaggi principali

  • Ottimo elettrico Conduttività : La maglia continua di rame struttura fornisce un percorso primario per la corrente elettrica, che aiuta a raggiungere una resistività elettrica complessiva inferiore rispetto ad altri materiali a base di carbonio compositi .
  • Superiore Autolubrificazione e basso attrito: la grafite agisce come un lubrificante solido Forma una pellicola lubrificante su superfici , riducendo significativamente l'attrito e l'usura, il che è fondamentale per le parti mobili come i contatti striscianti .
  • Usura migliorata Resistenza : La combinazione della rete di rame durevole e della lubrificazione effetto di grafite si traduce in un materiale che resiste all'usura molto meglio della sola grafite (che può essere morbida) o qualche altro compositi dove il conduttivo la fase potrebbe essere isolata Ciò si traduce in una maggiore durata operativa.

  • Bene Termico Conduttività : Sia il rame che la grafite sono buoni conduttori di calore, consentendo alla rete di aiutare a dissipare il calore generato dall'attrito o dalla corrente elettrica, proteggendo così componenti dal surriscaldamento .

  • Strutturale Integrità: l'utilizzo di una rete di rame , al contrario di particelle isolate o impregnazioni, può creare una rete più continua e connessa all'interno del composito Ciò migliora sia la stabilità meccanica che la continuità elettrica .

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