Termikus interfész - hővezető összetételű réteg (általában többkomponensű) a hűtött felület és a hőeltávolító eszköz között . A hővezető felületek leggyakoribb típusai a hővezető paszták (hőpaszták) és a vegyületek .
A mindennapi életben a személyi számítógépek hőtermelő alkatrészeinek ( processzor , videokártya , RAM , alaplapi fojtótekercs stb.) termikus interfészei a legismertebbek. Az elektronikában is használják, hogy eltávolítsák a hőt az áramköri alkatrészekből, és csökkentsék a hőmérsékleti gradienst a blokkok belsejében.
A termikus interfészeket hőellátó és fűtési rendszerekben is használják.
A hővezető kompozíciókat elektronikai alkatrészek gyártásában, hőtechnikában és méréstechnikában, valamint nagy hőleadású rádióelektronikai eszközök gyártásában használják. A termikus interfészek a következő formájúak:
A hővezető paszta (köznyelvi hőpaszta ) egy többkomponensű, nagy hővezető képességű műanyag, amelyet két érintkező felület közötti hőellenállás csökkentésére használnak . A hőpaszta a felületek közötti levegő helyettesítésére szolgál egy nagyobb hővezető képességű hővezető pasztával . A tipikus és legelterjedtebb hőpaszták a hazai gyártású KPT-8 , AlSil-3 hőpaszták, valamint a hővezető paszták sorozata Cooler Master , Zalman , Noctua , Arctic , légy csendben! , Thermalright stb.
A hővezető paszták alapvető követelményei:
A hővezető paszták gyártása során hővezető komponensként nagy hővezető képességű töltőanyagokat használnak mikro- és nanodiszpergált porok és ezek keverékei formájában:
Kötőanyagként ásványi vagy szintetikus olajokat , folyadékokat és alacsony illékonyságú keverékeiket használnak . Léteznek hővezető paszták légkeményítő kötőanyaggal. Időnként a sűrűség növelése érdekében illékony komponenseket adnak az összetételükhöz, amelyek lehetővé teszik, hogy a felhordási folyamat során kellően folyékony hővezető pasztát kapjunk, valamint nagy sűrűségű hővezető határt, magas hővezető képességgel . Az ilyen hővezető kompozíciók általában 5-100 üzemórán belül érik el a maximális hővezető képességet normál üzemmódban (specifikus értékek a használati utasításban). Léteznek 20-25 °C-on folyékony fémeken alapuló hővezető paszták, amelyek tiszta indiumból és galliumból , valamint ezek alapú ötvözetekből állnak .
A legjobb (és legdrágább) ezüst alapú hőpaszták; a legjobb minősítés az alumínium-oxid alap (mindkettő a legalacsonyabb hőállósággal rendelkezik). A legolcsóbb (és legkevésbé hatékony) hőpaszta kerámia bázisú.
A legegyszerűbb hőpaszta egy „egyszerű” Constructor M ceruzából csiszolópapírra dörzsölt grafitpor és néhány csepp háztartási ásványi kenőolaj keveréke.
HasználatA hőpasztát elektronikus eszközökben használják a hőtermelő elemek és az azokból hőt eltávolító eszközök közötti termikus interfész javítására (például a processzor és a hűtőborda között). A hővezető paszta használatakor a fő követelmény a réteg minimális vastagsága. Ehhez a hővezető paszták felhordásakor be kell tartani a gyártó ajánlásait. A termikus érintkezési területre felvitt kis mennyiségű paszta összetörik, amikor a felületeket egymáshoz nyomják. Ugyanakkor a paszta kitölti a legkisebb mélyedéseket is, kiszorítja a levegőt a felületek között, és hozzájárul a hőterjedés homogén környezetének megjelenéséhez.
Egyéb alkalmazások .
A hőzsírt olyan elektronikai alkatrészek hűtésére használják, amelyek hőleadása nagyobb, mint az adott típusú háznál megengedett: teljesítménytranzisztorok és teljesítmény mikroáramkörök (kulcsok) kapcsolótápegységekben, kineszkóppal ellátott TV-készülékek vízszintes letapogató egységeiben , tranzisztoros kimenet nagy teljesítményű erősítők fokozatai.
Akkor használják, ha lehetetlen hővezető pasztát használni (a rögzítőelemek hiánya miatt), hőlevezető szerelvények processzorra, tranzisztorra stb. szerelésére. Ez nem szétválasztható csatlakozás, és a ragasztási technológia betartását igényli. . Ha megsérti, növelheti a termikus interfész vastagságát és ronthatja a csatlakozás hővezető képességét.
A tömítettség, mechanikai és elektromos szilárdság javítása érdekében az elektronikus modulokat gyakran polimer vegyületekkel töltik meg. Ha a modulok jelentős hőteljesítményt disszipálnak, akkor az edénykeverékeknek ellenállónak kell lenniük a hővel és a hőciklussal szemben, el kell viselniük a modulon belüli hőmérsékleti gradiensekből adódó hőfeszültségeket, és meg kell könnyíteniük a hőelvezetést az alkatrészekről a modul házába.
Az egyre népszerűbb termikus interfész a felületek alacsony olvadáspontú fémmel való tapadásán alapul. Megfelelő alkalmazás esetén ez a módszer rekord hővezető paramétereket ad, de számos korlátja és nehézsége van. Mindenekelőtt a felületek anyaga és a szerelési előkészítés minősége okoz problémát. Gyártási körülmények között bármilyen anyag forrasztása lehetséges (néhány speciális felület-előkészítést igényel). Hazai körülmények között vagy műhelyekben forrasztással kötik össze a réz, ezüst, arany felületeket és egyéb könnyen ónozható anyagokat. Az alumínium, kerámia és polimer felületek teljesen alkalmatlanok (ami azt jelenti, hogy az alkatrészek galvanikus leválasztása lehetetlen).
A forrasztással történő összeillesztés előtt az összeillesztendő felületeket megtisztítják a szennyeződésektől. Rendkívül fontos a felületek kiváló minőségű tisztítása mindenféle szennyeződéstől és korróziónyomtól . Alacsony olvadáspontú fémek olvadáspontján a folyósítószerek hatástalanok és nem használatosak, ezért a tisztítást mechanikus tisztítással és a szennyeződések oldószerekkel (például alkohollal , acetonnal , éterrel ) történő eltávolításával végzik, amelyhez kemény törlőkendővel és higiénikus. alkoholos törlőkendőt gyakran helyeznek a termikus interfésszel ellátott dobozba. Ugyanebből az okból kifolyólag kesztyű nélkül lehetetlen termikus felülettel dolgozni: a zsír jelentősen rontja a forrasztás minőségét.
A tényleges forrasztás úgy történik, hogy a hézagot a termikus interfész gyártója által meghatározott erővel hevítjük. Egyes típusú ipari termikus interfészeknél mindkét forrasztott alkatrész kezdeti 60-90 Celsius-fokra történő melegítése szükséges. Általában javasolt az előmelegítés (például műszaki hajszárítóval ), majd a végső forrasztás egy működő készülék önmelegítésével.
Manapság az ilyen típusú termikus interfészeket ötvözetfólia formájában kínálják, amelynek olvadáspontja valamivel magasabb, mint a szobahőmérséklet (50 ... 90 Celsius fok, például Fields ötvözet) és szobahőmérsékletű ötvözött paszta formájában (például Galinstan vagy "Coollaboratory Liquid Pro"). A paszták nehezebben használhatók (gondosan be kell kenni a forrasztandó felületekbe). A fólia speciális fűtést igényel a telepítés során.
A hőátadó elemek közötti elektromos leválasztást általában a teljesítményelektronikában alkalmazzák. Kerámia, csillám, szilikon vagy műanyag tömítésekkel, hordozókkal, bevonatokkal hajtják végre:
A termikus interfész felhelyezése és eltávolítása szigorúan a hűtőberendezés és a termikus interfész gyártójának utasításai szerint történik.
A termikus interfészek bizonyos típusai elektromosan vezetőképesek, ezért különös óvatossággal kell eljárni velük (kerülni kell a túlzott elektromosan vezető anyagot) a felületre történő felhordáskor, hogy elkerüljük az elektromosan vezető áramkörökkel való érintkezést és a további rövidzárlatokat.