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什麼是導熱界面材料?
導熱界面材料(TIM)是用於耗散和改善電子設備散熱的材料。通常,它們被放置在發熱晶片和/或元件與散熱基板或散熱器件之間。

電子設備為什麼會發熱?

電子設備發熱是由於一種稱為電阻(或簡稱電阻)的物理現象造成的。當對導體施加電壓時,自由電子開始運動。這些自由電子在流動過程中會與導體材料的原子粒子發生碰撞。這種碰撞會在流動的電子和導體的原子粒子之間產生摩擦(電阻),從而產生過多的熱量。


在現代電子設備中,發熱量最高的裝置包括發光二極體(LED)和電腦處理單元,例如GPU、CPU和TPU。變壓器、電阻器、轉換器和逆變器等電壓調節元件也會釋放大量熱能。因此,保持這些裝置的低溫運行對於確保其最佳性能和可靠性至關重要。為此,通常會採用熱管理系統,將裝置溫度維持在規定的範圍內。

電子裝置的冷卻技術可分為被動式和主動式。被動式冷卻利用自然傳導、輻射和對流來冷卻電子設備。而主動式冷卻則需要外部能量來冷卻電子設備或元件。


顯然,與被動冷卻相比,主動冷卻效率更高,但成本也更高。然而,可以透過使用導熱界面材料代替空氣來提高被動冷卻的效率。

熱界面材料的類型

有多種導熱界面材料可供選擇,以滿足不同的電子設備散熱管理需求。最常用的包括:

組裝過程中會發生什麼事?

當表面透過界面連接時,界面處通常會存在機械接觸區域。這是由於表面粗糙度或波紋造成的,會影響熱傳導。表面不規則性及其產生的間隙是熱接觸熱阻的主要原因,因為間隙中會充滿導熱係數低的空氣。為了最大限度地降低熱阻,通常需要填充材料來增加配合表面之間的接觸面積。

通常情況下,發熱元件和最終散熱器之間存在多個介面。


厚度可能從幾千分之一英寸到幾百分之一英寸不等。其中一些是由焊料或粘合劑等永久性連接而成。


其他介面是非永久性的,將成為熱傳遞路徑的一部分,例如將組件用螺栓固定到散熱器上,或將組裝好的模組與機箱連接起來。

適用於您應用的熱界面材料

我們提供多種導熱界面材料,旨在滿足您的製造需求。每種材料都具有獨特的特性,適用於不同的應用場景。

導熱矽膠

導熱矽膠材料是一種經濟高效的熱界面材料,具有良好的環境密封性能。在不需要電氣隔離的場合,可以使用導熱導電矽膠。


導熱矽膠可以以擠出或接合式O型圈的形式供應,尺寸為15英吋 x 20英吋(380毫米 x 508毫米)的片材,或模切成特定形狀。導熱矽膠材料單面塗有專有的壓敏膠。這種膠層是目前最薄的,因此對導熱性能的影響極小。

石墨片

石墨片,也常被稱為熱的柔性石墨片是一種高柔性材料。表現熱的管理材料它的主要功能是將熱量均勻地分佈在其平面上,有效消除“熱點”,保護對熱敏感的部件。成分各種各樣的電子的裝置.

主要特徵

  • 高的熱的電導率它具有極高的平面內熱的導電性通常範圍在150 至 1500 W/m·K 之間,甚至可以超過金屬比如銅

  • 化學穩定性:主要成分為碳 (C),化學性質穩定,無毒,且在各種條件下均能可靠運作。溫度範圍(例如,從-40°C到+400°C)
  • 柔韌性與貼合性:此片材輕薄、柔韌,且可平滑貼合。黏著既可平放也可彎曲表面能夠輕鬆適應輪廓各種各樣的成分

  • 輕質:其密度相對較低,因此比傳統材料輕得多。金屬散熱片(例如,比鋁輕約 25%,比銅輕約 75%)

各向異性熱的導電合成的床單

各向異性熱的導電合成的床單

專門熱的介面材料(TIM)設計以特定方向的方式控制熱流。與各向同性不同材料執行所有熱量均等方向這些板材經過特殊設計,具有高…熱的導電性一個主要方向(平面內,Z軸)同時具有低熱的導電性在另外兩個方向(平面內,X軸和Y軸)。


這種獨特的性質使它們成為將熱量從高溫物體中導走的理想選擇。成分(例如 CPU 或 GPU)的熱量直接穿過散熱片到達散熱器,同時防止熱量橫向擴散到周圍可能對熱敏感的部件。成分

主要特點及工作原理

  • 高穿透平面電導率(Z軸):提供高效率的“熱的“熱傳遞通道”,使熱量能夠從熱源傳遞到冷卻系統。解決方案(例如,散熱器或機殼)。數值範圍為3-20 W/m·K。聚合物-基於複合材料先進石墨或取向纖維的導熱係數可達 50 W/m·K 以上複合材料

  • 低平面電導率(X軸和Y軸):充當“熱的橫向“絕緣體”,將熱量限制在正上方的區域成分這樣可以防止「熱點」全面蔓延,並保護附近區域。成分

  • 各向異性比:這是一個關鍵的表現指標,計算公式為(面內-面外-面內)電導率) / (穿過平面電導率更高的比率表明更有效且真正的各向異​​性。材料

石墨銅網

石墨銅網是一種合成的材料它將銅網與石墨結合在一起。這種組合旨在利用其高電導率。導電性具有優異潤滑性能熱的石墨的穩定性你可能還會聽到它被稱為銅石墨合金。合成的網。

主要特點和優勢

  • 優秀的電氣電導率連續銅網結構它為電流提供了主要通路,這有助於實現比其他一些碳基材料更低的整體電阻率。複合材料
  • 優越的自潤滑與低摩擦:石墨可用作固體潤滑劑它會在表面形成一層潤滑膜。表面顯著降低摩擦和磨損,這對於滑動接觸等運動部件至關重要
  • 增強磨損反抗耐用銅網與潤滑劑的結合影響石墨的結果是材料它比純石墨(質地較軟)更耐磨。或其他複合材料哪裡導電階段可能被隔離這樣可以延長使用壽命。

  • 好的熱的電導率銅和石墨都是良好的導熱體,因此這種網狀結構有助於散發摩擦或電流產生的熱量,從而起到保護作用。成分過熱

  • 結構完整性:使用銅網,而不是孤立的顆粒或浸漬物,可以創造一個更連續和互聯的網絡合成的這既增強了機械穩定性,也提高了電氣連續性。

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