Interfață termică - un strat de compoziție conducătoare de căldură (de obicei multicomponent) între suprafața răcită și dispozitivul de îndepărtare a căldurii . Cel mai comun tip de interfață termică sunt pastele conductoare termic (pastele termice) și compușii .
În viața de zi cu zi, sunt cele mai cunoscute interfețele termice pentru componentele generatoare de căldură ale computerelor personale ( procesor , placă video , RAM , șocuri plăci de bază etc.). De asemenea, este folosit în electronică pentru a elimina căldura din componentele circuitului de putere și pentru a reduce gradientul de temperatură din interiorul blocurilor.
Interfețele termice sunt, de asemenea, utilizate în sistemele de alimentare și de încălzire.
Compozițiile conductoare termic sunt utilizate în producția de componente electronice, în ingineria termică și tehnologia de măsurare, precum și în producția de dispozitive radio-electronice cu eliberare mare de căldură. Interfețele termice au următoarele forme:
Pasta termoconductoare (pastă termică colocvială ) este o substanță plastică multicomponentă cu conductivitate termică ridicată, utilizată pentru a reduce rezistența termică între două suprafețe de contact . Pasta termică este utilizată pentru a înlocui aerul dintre suprafețe cu o pastă termoconductoare cu o conductivitate termică mai mare . Pastele termice tipice și cele mai comune sunt pastele termice produse pe plan intern KPT-8 , AlSil-3 , precum și o serie de paste termoconductoare Cooler Master , Zalman , Noctua , Arctic , fii liniștit! , Dreptul termic etc.
Cerințe de bază pentru pastele conductoare termic:
La fabricarea pastelor conductoare termic, materialele de umplutură cu conductivitate termică ridicată sub formă de pulberi micro și nanodispersate și amestecurile acestora sunt utilizate ca componente conductoare de căldură :
Ca lianţi se folosesc uleiuri minerale sau sintetice , lichide şi amestecurile acestora cu volatilitate scăzută . Există paste conductoare de căldură cu un liant de întărire cu aer. Uneori, pentru a crește densitatea , la compoziția lor se adaugă componente volatile, care fac posibilă obținerea unei paste conductoare de căldură suficient de lichidă în timpul procesului de aplicare și o interfață termică foarte densă cu conductivitate termică ridicată . Astfel de compoziții conductoare de căldură ating, de obicei, conductivitatea termică maximă în 5-100 de ore de funcționare în modul normal (valori specifice în instrucțiunile de utilizare). Există paste conductoare termic pe bază de metale lichide la 20-25 ° C, formate din indiu pur și galiu și aliaje pe bază de acestea .
Cele mai bune (și cele mai scumpe) paste termice pe bază de argint; cea mai bine evaluată este baza pe oxid de aluminiu (ambele au cea mai scăzută rezistență termică). Cea mai ieftină (și mai puțin eficientă) pastă termică are o bază ceramică.
Cea mai simplă pastă termică este un amestec de pulbere de grafit dintr-un creion „simplu” Constructor M frecat pe hârtie abrazivă și câteva picături de ulei lubrifiant mineral de uz casnic.
UtilizarePasta termică este utilizată în dispozitivele electronice pentru a îmbunătăți interfața termică dintre elementele producătoare de căldură și dispozitivele pentru îndepărtarea căldurii din acestea (de exemplu, între un procesor și un radiator). Principala cerință atunci când se utilizează pastă termoconductoare este grosimea minimă a stratului său. Pentru a face acest lucru, atunci când aplicați paste conductoare de căldură, este necesar să urmați recomandările producătorului. O cantitate mică de pastă aplicată pe zona de contact termic este zdrobită atunci când suprafețele sunt presate una pe cealaltă. În același timp, pasta umple cele mai mici depresiuni, deplasând aerul între suprafețe și contribuie la apariția unui mediu omogen pentru răspândirea căldurii.
Alte aplicații .
Unsoarea termică este utilizată pentru răcirea componentelor electronice care au o disipare a căldurii mai mare decât cea permisă pentru un anumit tip de carcasă: tranzistori de putere și microcircuite de putere (chei) în comutația surselor de alimentare, în unitățile de scanare orizontală ale televizoarelor cu cinescop , ieșire tranzistoare. etape ale amplificatoarelor puternice.
Se utilizează atunci când este imposibil să se utilizeze pastă termoconductoare (din cauza lipsei elementelor de fixare), pentru montarea fitingurilor de îndepărtare a căldurii la un procesor, tranzistor etc. Aceasta este o conexiune neseparabilă și necesită aderarea la tehnologia de lipire. . Dacă este încălcat, este posibilă creșterea grosimii interfeței termice și înrăutățirea conductibilității termice a conexiunii.
Pentru a îmbunătăți etanșeitatea, rezistența mecanică și electrică, modulele electronice sunt adesea umplute cu compuși polimerici. Dacă modulele disipă o putere termică semnificativă, atunci compușii de ghiveci trebuie să ofere rezistență la căldură și cicluri termice, să reziste la solicitările termice datorate gradienților de temperatură din interiorul modulului și să faciliteze îndepărtarea căldurii de la componente la carcasa modulului.
Interfața termică, care câștigă popularitate, se bazează pe aderența suprafețelor cu metal cu punct de topire scăzut. Când este aplicată corect, această metodă oferă parametri de conductivitate termică record, dar are multe limitări și dificultăți. În primul rând, problema este materialul suprafețelor și calitatea pregătirii pentru instalare. În condiții de producție, lipirea oricăror materiale este posibilă (unele necesită o pregătire specială a suprafeței). În condiții casnice sau în ateliere, suprafețele de cupru, argint, aur și alte materiale care pot fi cositorite cu ușurință sunt conectate prin lipire. Suprafețele din aluminiu, ceramică și polimer sunt complet nepotrivite (ceea ce înseamnă că izolarea galvanică a pieselor este imposibilă).
Înainte de îmbinare prin lipire, suprafețele care urmează a fi îmbinate sunt curățate de contaminanți. Curățarea de înaltă calitate a suprafețelor de toate tipurile de contaminanți și urme de coroziune este extrem de importantă . La temperaturile de topire a metalelor cu punct de topire scăzut, fluxurile sunt ineficiente și nu sunt utilizate, prin urmare, curățarea se realizează prin curățarea mecanică și îndepărtarea contaminanților cu solvenți (de exemplu, alcool , acetonă , eter ), pentru care o cârpă tare și un material igienic. șervețele cu alcool sunt adesea puse în cutie cu o interfață termică. Din același motiv, este imposibil să lucrați cu o interfață termică fără mănuși: grăsimea afectează semnificativ calitatea lipirii.
Lipirea propriu-zisă se realizează prin încălzirea îmbinării la forța specificată de producătorul interfeței termice. Unele tipuri de interfețe termice industriale necesită încălzirea inițială a ambelor părți lipite la 60-90 de grade Celsius. De obicei, se recomandă preîncălzirea (de exemplu, cu un uscător de păr tehnic ) urmată de lipirea finală prin autoîncălzirea unui dispozitiv de lucru.
Astăzi, acest tip de interfață termică este oferit sub forma unei folii de aliaj cu o temperatură de topire puțin mai mare decât temperatura camerei (50 ... 90 de grade Celsius, de exemplu, aliajul Fields ).) și sub formă de pastă de aliaj cu temperatura camerei de topire (de exemplu, Galinstan sau „Coollaboratory Liquid Pro”). Pastele sunt mai greu de folosit (trebuie unse cu grijă pe suprafețele de lipit). Folia necesită încălzire specială în timpul instalării.
Izolarea electrică între elementele de transfer de căldură este utilizată în mod obișnuit în electronica de putere. Se realizează folosind garnituri ceramice, mica, silicon sau plastic, substraturi, acoperiri:
Aplicarea și îndepărtarea interfeței termice se efectuează strict conform instrucțiunilor producătorului dispozitivului de răcire și a interfeței termice.
Unele tipuri de interfețe termice sunt conductoare de electricitate, așa că trebuie să se acorde o atenție deosebită cu ele (evitați excesul de material conductor de electricitate) atunci când sunt aplicate pe suprafață pentru a preveni contactul cu circuitele conductoare de electricitate și alte scurtcircuite.