Зачем нужны теплопроводящие материалы для электроники? При работе электронных схем происходит нагрев отдельных компонентов, что снижает надежность и долговечность изделия. Поэтому при разработке электронных узлов необходимо предусматривать использование специальных элементов, позволяющих эффективно отводить тепло от нагреваемых поверхностей.
Любой терминал представляет собой конструкцию, состоящую из печатной платы и собранными на ее основе компонентами. Исходя из этого, теплопроводящие элементы могут предназначаться для конкретных компонентов или комплексно.
Свойства и монтаж различных теплопроводящих материалов
Для этих целей используются металлические радиаторы, термомодули, теплоотводящие элементы . При креплении их к рабочим компонентам электронных схем образуются неплотности, зазоры ввиду шероховатости поверхности, что существенно снижает теплопроводность в этом месте. Поэтому необходимо использовать специальные материалы, заполняющие пустоты и нивелирующие неровности. Сегодня используются следующие основные виды теплопередающих материалов: подложка, лента, жидкий металл, паста, клей.
Теплопроводящие материалы обладают свойствами, определяющими их функциональную пригодность. Это толщина, смачиваемость, адгезия и теплопроводность. Для каждого элемента необходимо подобрать материал с нужным балансом этих свойств. Если поверхность элемента идеально ровная, то смачиваемость менее важна, чем толщина. А, если поверхность ребристая, то менее важным свойством является толщина, можно подобрать материал с большой толщиной и высокой теплопроводностью. Наиболее распространены следующие теплопроводящие материалы.
- Пасты. Преимущества: малая толщина, высокая проводимость, хорошая смачиваемость, низкая цена. Недостаток: слабая адгезия, требующая большой механической нагрузки при сцеплении.
- Двухсторонние клейкие ленты. Преимущества: хорошая смачиваемость, малая толщина, простота и низкая стоимость. Недостаток: применение невозможно при рабочей мощности элемента свыше 20 Вт.
- Подложки. Преимущества: хорошая смачиваемость, способность заполнения неровностей высокая электропроводность. Недостатки: Слабая адгезия (требует использования дополнительного крепления), высокая цена.
- Жидкий металл. Преимущества: малая толщина, высокая теплопроводность, хорошее заполнение неровностей. Недостатки: Сложность технологии нанесения. Высокая цена.
- Клеи или адгезивы - это один из современных материалов для крепления теплоотдающих элементов. Преимуществами клея является высокая теплопроводность, хорошая смачиваемость. Недостаток: относительно высокая цена.
Теплопроводящие элементы комплексного действия
Распространенным методом теплоотвода является комплексный или, как его называют, глобальный. При этом охлаждению подвергается не отдельный элемент, а определенный участок электронной схемы или вся схема.
Есть несколько вариантов реализации этой модели:
- Использование радиатора, который соприкасается с печатной платой. Радиатор изготавливается из меди с электролитическим покрытием никеля. Радиатор крепится к плате при помощи механического соединения или клея. Эффективность метода высокая. Недостатком является увеличение веса изделия.
- При проектировании многослойных печатных плат добавляется один или несколько слоев из нержавеющей стали или алюминия, которые не несут функцию электропроводности. Их назначение - снятие тепловой нагрузки и равномерное распределение по площади платы. Технология проста, не требует дополнительных операций. Эффективность теплоотдачи невысокая, так как пластина находится внутри платы и не соприкасается с воздухом.
- Использование пленки РGS на основе графитовой структуры толщиной от 10 до 100 микрон. Пленка имеет высокую теплопроводность, хорошую адгезию. Недостаток: не допускается соприкосновение пленки с электропроводящими элементами.
Компания ООО "НПО ДиОД" является представителем компании Electrolube в России и предлагает своим Заказчикам только лучшие теплопроводящие материалы для электроники. Обратитесь к нашим сотрудникам посредством электронной почты или многоканального телефона.