Термопаста
Термоінтерфейс - шар теплопровідного матеріалу (зазвичай багатокомпонентного) між охолоджуваною поверхнею і пристроєм відведення тепла. Найпоширенішим типом термоінтерфейсу є теплопровідні пасти.
Зміст |
[ред.] Типи термоінтерфейсу
Теплопровідні склади знаходять застосування при виробництві електронних компонентів, в теплотехніці та вимірювальної техніки, а також при виробництві радіоелектронних пристроїв з високим тепловиділенням. Термоінтерфейс мають наступні форми:
- Теплопровідні пастоподібні склади;
- Полімеризуються теплопровідні склади;
- Теплопровідні клеючі суміші;
- Теплопровідні прокладки;
- Припої і рідкі метали.
[ред.] Теплопровідні пасти
Теплопровідна паста (розм.термопаста) - багатокомпонентне пластичне речовина з високою теплопровідністю, використовуване для зменшення теплового опору між двома дотичними поверхнями. Теплопровідні паста служить для заміни повітря, що знаходиться між поверхнями, на теплопровідною пасту з більш високою теплопровідністю. Типовими і найпоширенішими термопровідні пастами вітчизняного виробництва є КПТ-8 та АлСіл-3.
[ред.] Вимоги
Основні вимоги до термопровідні пастам:
- Найменше тепловий опір;
- Стабільність властивостей з плином часу роботи та зберігання;
- Стабільність властивостей в робочому діапазоні температур;
- Зручність нанесення і легкість змивання;
- В деяких випадках до теплопровідним складам пред'являються вимоги високих електро ізоляційних властивостей.
[ред.] Склади
При виготовленні термопровідні паст в якості теплопровідних компонентів використовуються наповнювачі у вигляді мікро і нано дисперсних порошків та їх суміші:
- Металів (вольфрам, мідь, срібло);
- Мікрокристалів (алмаз);
- Оксиди металів (цинку, алюмінію та ін);
- Нітридів (бору, алюмінію).
В якості в'яжучих речовин використовуються мінеральні чи синтетичні масла, рідини та їх суміші, що мають низьку випаровуваність. Існують теплопровідні пасти з полімеризуються на повітрі сполучною. Іноді, з метою підвищення щільності, до їх складу додаються легко випаровувані компоненти. Які дозволяють мати досить рідку теплопровідну пасту в процесі нанесення і високо щільний термоінтефейс з високою теплопровідністю. Такі теплопровідні склади зазвичай виходять на максимальну теплопровідність протягом 5 - 100 годин роботи в штатному режимі (конкретні значення в інструкції по застосуванню). Існують термопровідні пасти на основі рідких при 20-25 ° С металів, що складаються з чистих Індія і Галлія і сплавів на їх основі.
[ред.] Використання
Термопаста використовується в електронних пристроях як термоінтерфейсу між тепловиділяючими елементами і пристроями відводу тепла від них. (Наприклад між процесором і кулером). Головна вимога при застосуванні теплопроводящей пасти - мінімальна товщина її шару. Для цього при нанесенні теплопровідних паст необхідно керуватися рекомендаціями виробника. Невелика кількість пасти, нанесене на область теплового контакту, приплюснюється при притиску поверхонь один до одного. При цьому паста заповнює дрібні поглиблення в поверхнях і витісняє повітря, що володіє вкрай низькою теплопровідністю.
Інші випадки застосування.
Термопаста використовується при охолодженні вузлів електроніки мають тепловиділення більше допустимого для даного типу корпусу: силових транзисторів і мікросхем живлення (ключах) в імпульсних блоках харчування, і блоках рядкової розгортки телевізорів з кінескопом (електронно-променевою трубкою).
[ред.] Теплопровідні клеї
Застосовується у випадку, якщо неможливе використання теплопровідної пасти (через відсутність кріплення), для монтажу тепловідводної арматури до процесора, транзистору і т.п. Це нерозбірна з'єднання і вимагає дотримання технології склеювання. У разі її порушення можливе збільшення товщини термоінтерфейсу і погіршення теплопровідності з'єднання.
[ред.] Пайка
Набирає популярність термоінтерфейс заснований на спайці поверхонь легкоплавким металом. При правильному застосуванні такої метод дає рекордні параметри питомої теплопровідності проте має безліч обмежень і підводних каменів. У першу чергу проблемою є матеріал поверхонь і якість підготовки до монтажу. У виробничих умовах можлива пайка будь-яких матеріалів (деякі вимагають спеціальної підготовки поверхонь). У побутових умовах або в майстернях паянням з'єднуються мідні, срібні, золоті поверхні і інші добре піддаються лужению матеріали. Алюмінієві, керамічні та полімерні поверхні зовсім не придатні (а значить неможлива гальванічна ізоляція деталей).
Перед з'єднанням пайкою, сполучаються поверхні очищають від забруднень. Надзвичайно важлива якісна очищення поверхонь від всіх типів забруднень і слідів корозії, оскільки при низьких температурах флюси неефективні і не використовуються. Очищення виконується механічною зачисткою і видаленням забруднень розчинниками (наприклад спиртом), для чого в коробку з термоінтерфейсом часто вкладають жорстку мочалку і гігієнічну проспиртований серветку. З цієї ж причини не можна працювати з термоінтерфейсом без рукавичок: жир вбиває якість пайки.
Власне пайка виконується нагріванням при заданому виробником термоінтерфейсу зусилля з'єднання. При цьому деякі типи промислових термоінтерфейсом вимагають початкового розігріву обох спаюється деталей до 60 ... 90 градусів Цельсія, що може представляти проблему для чутливих охолоджуваних електронних компонентів. Звичайно рекомендують робити попередній розігрів (наприклад феном) з подальшою остаточної спайкою саморозігріву пристрою.
На сьогодні термоінтерфейс такого типу пропонується у вигляді фольги із сплаву з температурою плавлення трохи вище кімнатної (50 ... 90 град.Цельсія, наприклад Шаблон:Не переведено 3) і у вигляді пасти металу з кімнатною температурою плавлення. Пасти складніше в застосуванні (їх необхідно ретельно вмазують в спаюється поверхні). Фольга вимагає спеціального прогріву при монтажі.
[ред.] Ізолюючі термоінтерфейс
Електрична ізоляція між елементами теплопередачі зазвичай використовується в силовій електроніці. Виконується за допомогою керамічних, слюдяних, силіконових або пластикових прокладок, підкладок, покриттів:
- Гнучкі прокладки з силіконових компаундів і тверді прокладки з кераміки;
- друковані плати з основою з алюмінієвого або мідного листа, покритого тонким шаром керамічним поверх якого нанесена мідна фольга доріжок. Такі плати як правило "односторонні" (фольга з одного боку), а другою стороною вони кріпляться до теплоотводу (радіатора).
- Повністю ізольовані силові компоненти (металевий теплоотвод стандартних корпусів силових електронних компонентів покритий шаром епоксидного складу).
[ред.] Застосування
Нанесення, зняття термоінтерфейсу виконується суворо за інструкцією виробника пристрою охолодження і термоінтерфейсу.
Деякі типи термоінтерфейсом є електропровідними, тому з ними потрібно проявляти особливу обережність (не допускати надлишків електропровідного матеріалу) при нанесенні на поверхню з метою недопущення небажаних і небезпечних електроз'єднань!
