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什么是导热界面材料?
导热界面材料(TIM)是用于耗散和改善电子设备散热的材料。通常,它们被放置在发热芯片和/或元件与散热基板或散热器件之间。

电子设备为什么会发热?

电子设备发热是由于一种称为电阻(或简称电阻)的物理现象造成的。当对导体施加电压时,自由电子开始运动。这些自由电子在流动过程中会与导体材料的原子粒子发生碰撞。这种碰撞会在流动的电子和导体的原子粒子之间产生摩擦(电阻),从而产生过多的热量。


现代电子设备中,发热量最高的器件包括发光二极管(LED)和计算机处理单元,例如GPU、CPU和TPU。变压器、电阻器、转换器和逆变器等电压调节器件也会释放大量热能。因此,保持这些器件的低温运行对于确保其最佳性能和可靠性至关重要。为此,通常会采用热管理系统,将器件温度维持在规定的范围内。

电子器件的冷却技术可分为被动式和主动式。被动式冷却利用自然传导、辐射和对流来冷却电子设备。而主动式冷却则需要外部能量来冷却电子设备或元件。


显然,与被动冷却相比,主动冷却效率更高,但成本也更高。然而,可以通过使用导热界面材料代替空气来提高被动冷却的效率。

热界面材料的类型

有多种导热界面材料可供选择,以满足不同的电子设备散热管理需求。最常用的包括:

组装过程中会发生什么?

当表面通过界面连接时,界面处通常会存在机械接触区域。这是由于表面粗糙度或波纹造成的,会影响热传导。表面不规则性及其产生的间隙是热接触热阻的主要原因,因为间隙中会充满导热系数低的空气。为了最大限度地降低热阻,通常需要填充材料来增加配合表面之间的接触面积。

通常情况下,发热元件和最终散热器之间存在多个接口。


厚度可能从几千分之一英寸到几百分之一英寸不等。其中一些是由焊料或粘合剂等永久性连接而成。


其他接口是非永久性的,将成为热传递路径的一部分,例如将组件用螺栓固定到散热器上,或者将组装好的模块与机箱连接起来。

适用于您应用的热界面材料

我们提供多种导热界面材料,旨在满足您的制造需求。每种材料都具有独特的特性,适用于不同的应用场景。

导热硅胶

导热硅胶材料是一种经济高效的热界面材料,具有良好的环境密封性能。在不需要电气隔离的场合,可以使用导热导电硅胶。


导热硅胶可以以挤出或接合式O型圈的形式供应,尺寸为15英寸 x 20英寸(380毫米 x 508毫米)的片材,或模切成特定形状。导热硅胶材料单面涂有专有的压敏胶。这种胶层是目前最薄的,因此对导热性能的影响极小。

石墨片

石墨片,也常被称为热的柔性石墨片是一种高柔性材料。表现热的管理材料它的主要功能是将热量均匀地分布在其平面上,有效消除“热点”,保护对热敏感的部件。成分各种各样的电子的设备。

主要特征

  • 高的热的电导率它具有极高的平面内热的导电性通常范围在150 至 1500 W/m·K 之间,甚至可以超过金属比如铜

  • 化学稳定性:主要成分为碳 (C),化学性质稳定,无毒,且在各种条件下均能可靠运行。温度范围(例如,从-40°C到+400°C)
  • 柔韧性和贴合性:该片材轻薄、柔韧,且可平滑贴合。粘着既可平放也可弯曲表面能够轻松适应轮廓各种各样的成分

  • 轻质:其密度相对较低,因此比传统材料轻得多。金属散热片(例如,比铝轻约 25%,比铜轻约 75%)

各向异性热的导电合成的床单

各向异性热的导电合成的床单

专门热的界面材料(TIM)设计以特定方向的方式控制热流。与各向同性不同材料执行所有热量均等方向这些板材经过特殊设计,具有高……热的导电性一个主要方向(平面内,Z轴)同时具有低热的导电性在另外两个方向(平面内,X轴和Y轴)。


这种独特的性质使它们成为将热量从高温物体中导走的理想选择。成分(例如 CPU 或 GPU)的热量直接穿过散热片到达散热器,同时防止热量横向扩散到周围可能对热敏感的部件。成分

主要特点及工作原理

  • 高穿透平面电导率(Z轴):提供高效的“热的“热传递通道”,使热量能够从热源传递到冷却系统。解决方案(例如,散热器或机箱)。数值范围为3-20 W/m·K。聚合物-基于复合材料先进石墨或取向纤维的导热系数可达 50 W/m·K 以上复合材料

  • 低平面电导率(X轴和Y轴):充当“热的横向“绝缘体”,将热量限制在正上方的区域成分这样可以防止“热点”全面蔓延,并保护附近区域。成分

  • 各向异性比:这是一个关键的性能指标,计算公式为(面内-面外-面内)电导率) / (穿过平面电导率更高的比率表明更有效且真正的各向异性。材料

石墨铜网

石墨铜网是一种合成的材料它将铜网与石墨结合在一起。这种组合旨在利用其高电导率。导电性具有优异润滑性能热的石墨的稳定性你可能还会听到它被称为铜石墨合金。合成的网。

主要特点和优势

  • 优秀的电气电导率连续铜网结构它为电流提供了主要通路,这有助于实现比其他一些碳基材料更低的整体电阻率。复合材料
  • 优越的自润滑和低摩擦:石墨可用作固体润滑剂它会在表面形成一层润滑膜。表面显著降低摩擦和磨损,这对于滑动接触等运动部件至关重要
  • 增强磨损反抗耐用铜网与润滑剂的结合影响石墨的结果是材料它比纯石墨(质地较软)更耐磨。或其他复合材料哪里导电阶段可能被隔离这样可以延长使用寿命。

  • 好的热的电导率铜和石墨都是良好的导热体,因此这种网状结构有助于散发摩擦或电流产生的热量,从而起到保护作用。成分过热

  • 结构完整性:使用铜网,而不是孤立的颗粒或浸渍物,可以创造一个更加连续和互联的网络合成的这既增强了机械稳定性,也提高了电气连续性。

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