Теплопроводящая прокладка – 4 наиболее важных параметра

В мощных устройствах в секторах 3C, новой энергетики и промышленного управления теплопроводящие силиконовые прокладки (также известные как термопрокладки или термоинтерфейсные материалы, TIM) служат «тепловым мостом», соединяющим тепловыделяющие чипы с радиаторами или корпусами. Они делают больше, чем просто заменяют изолирующие воздушные зазоры для быстрого отвода тепла — они также обеспечивают изоляцию, амортизацию и герметизацию. Неправильный выбор может существенно ухудшить тепловые характеристики всей системы.

На рынке так много термопрокладок: теплопроводность, термическое сопротивление, толщина, твердость… какие параметры действительно имеют значение? Мы выделили для вас 4 основных критерия выбора.

Теплопроводность – жесткий показатель «скорости» теплопередачи

Теплопроводность измеряет способность материала проводить тепло: чем выше значение, тем больше тепла передается в единицу времени.1-5w-mk-термальный-прокладка-hrtp-m16-t01550nn-series589Однако выше не всегда лучше. Ключевым моментом является соответствие теплопроводности фактической рассеиваемой мощности источника тепла и охлаждающей способности радиатора. Для применений с высокой мощностью и ограниченным пространством для рассеивания тепла может потребоваться более высокая теплопроводность (например, выше 6 Вт/мК). В типичных сценариях завышенное значение теплопроводности только увеличивает ненужные затраты.
1. Термическое сопротивление – «скрытый убийца», определяющий реальную эффективность рассеивания тепла
Многие инженеры сосредотачиваются исключительно на теплопроводности, упуская из виду термическое сопротивление. При той же теплопроводности более низкое термическое сопротивление обеспечивает лучшие характеристики теплопередачи. На термическое сопротивление влияет множество факторов, включая сам материал, контактное давление на границе раздела и плоскостность поверхности. При выборе колодки приоритет следует отдавать изделиям с четко указанными и меньшими значениями термического сопротивления.
1. Толщина: чем тоньше, тем лучше? Оставьте достаточный запас сжатия — это ключ
  
  Для одного и того же материала термическое сопротивление пропорционально толщине, поэтому более тонкие подушечки проводят тепло более эффективно. Но конструктивный зазор не может быть слишком маленьким: необходимо учитывать допуски сборки, шероховатость поверхности и простоту установки. Общее практическое правило в отрасли следующее: Толщина колодки = Фактический зазор × 1,2 (т. е. оставьте припуск на сжатие 20 %). Это обеспечивает адекватный контакт и предотвращает повреждение или чрезмерную силу отскока, вызванную чрезмерным сжатием.
  1. Твердость: чем мягче, тем лучше соответствие, но слишком мягкая может привести к деформации.
    
    Твердость напрямую влияет на сжимаемость колодки и способность заполнения межфазной поверхности под давлением. При той же теплопроводности меньшая твердость означает более высокую сжимаемость, более короткие тепловые пути и более быструю теплопередачу. Более мягкие подушечки более эффективно заполняют микроскопические неровности поверхности, что делает их идеальными для шероховатых или неровных поверхностей. Однако со слишком мягкими подушечками может быть сложно обращаться, они могут соскользнуть или порваться при вертикальной установке.