פיזור החום הופך להיות גורם קריטי בקביעת ביצועי המוצר ואריכות ימים בציוד האלקטרוני המורכב והיותר-תאב כוח של היום. מהנדסים ואנשי "עשה זאת בעצמך" מעדיפים כעת רפידות סיליקון מוליכות תרמית על פני חומרי פיזור חום אחרים בשל יכולת המילוי המעולה שלהם ואיכויות הבידוד האמינות שלהם.
A כרית סיליקון מוליכה תרמיתהוא חומר -כמו ממשק תרמי המורכב מחומרי מילוי מוליכים תרמית וסיליקון כחומר היסוד. יש לו מרקם חלק וזיקה משטח גבוהה, גמישות ודחיסה.
אחת הדרכים להמשיג את פעולתו היא כ"אפקט מילוי וגישור": ישנם מרווחים זעירים רבים ובלתי מורגשים בין גופי קירור לרכיבים חשמליים (כגון שבבים). הובלת חום נפגעת במידה ניכרת על ידי מוליכות החום הירודה של האוויר בחללים אלה. כרית הסיליקון המוליכה תרמית נדחסת מעט בלחץ, ממלאת את החללים הללו במדויק, משחררת את האוויר, ויוצרת תעלת הולכת חום יעילה בין מקור החום לגוף הקירור.
תכונות עיקריות ויתרונות של רפידות סיליקון מוליכות חום: מוליכות תרמית מוגברת. "מקדם המוליכות התרמית", שהוא המדד העיקרי שלו, מכמת את יכולתו להוביל חום. המוליכות התרמית של רפידות סיליקון מוליכות תרמית נפוצות נעה בין 1.0 W/m·K ליותר מ- 10.0 W/m·K, המספקות מגוון צרכי פיזור חום.
בידוד חשמלי: על ידי חיסול מוצלח של קצרים והבטחת פעולת ציוד בטוחה, מצע הסיליקון עצמו משמש כמבודד חשמלי מצוין.
רכות, גמישות ועמידות תרמית למגע נמוכה: מפחיתה מאוד את ההתנגדות התרמית למגע על ידי מילוי משטחים לא אחידים בקלות והשגת מגע חזק גם בלחץ נמוך.
הידבקות ושימושיות טבעית: המשטח קל להסרה והחלפה, והדביקות הקלה שלו מקלה על ההתקנה והמיקום ללא צורך בדבקים נוספים.
עמידות בטמפרטורות גבוהות ונמוכות ועמידות במזג אוויר: ביצועים יציבים, עמידות בפני בליה והזדקנות, וטווח טמפרטורות עבודה רחב (בדרך כלל -40 מעלות עד 200 מעלות).
ריפוד וספיגת זעזועים: מגן על רכיבים מדויקים על ידי מתן רמה מסוימת של בלימת זעזועים.
איפה זה הכרחי?
תאורת לד: הולכה תרמית בין שבבי לד לבין מצע אלומיניום/בית גוף קירור.
מודולי הספק: בידוד תרמי בין המתחם ל-MOSFET, שנאים וחלקים אחרים-מייצר חום.
פיזור חום של שבבים בתחנות בסיס, נתבים, מתגים וציוד תקשורת אחר.
אלקטרוניקה לרכב במכוניות אנרגיה חדשות כוללות בקרי מנוע, מערכות ניהול סוללות (BMS) ומטענים-בלוח (OBC).
טלוויזיות חכמות, טאבלטים וסמארטפונים כולם בעלי פיזור חום מקומי.
בקרה תעשייתית: פיזור חום של התקן כוח בציוד בקרה תעשייתי, כולל מנועי סרוו ו-PLC.
כיצד לבחור את הרפידה התרמית הנכונה?
בחירת הרפידה התרמית הנכונה דורשת התחשבות בפרמטרים המרכזיים הבאים:
האינדיקטור המכריע ביותר הוא מוליכות תרמית. גבוה יותר אינו בהכרח טוב יותר; יש לאזן בין צריכת החשמל של מקור החום לבין הצורך בפיזור חום. באופן כללי, תרחישי הספק-נמוכים יכולים להשתמש ב-1.0–3.0 W/m·K, בעוד שתרחישי הספק- גבוהים צריכים 5.0 W/m·K או יותר.
הפרמטר שסביר שייבחר בצורה שגויה הוא העובי. הרעיון הוא שעובי הרפידה התרמית צריך להיות מעט גדול יותר או שווה למרווח האמיתי בין מקור החום לגוף הקירור. אם זה עבה מדי, זה לא יהיה דחוס, להגדיל את ההתנגדות התרמית; אם הוא דק מדי, הוא לא יכול למלא את החלל. עוביים אופייניים נעים בין 0.5 ל-5.0 מ"מ.
קשיות: מתבטאת בדרך כלל בשור 00. פד רך יותר עם פחות קשיות קל יותר לדחוס ולמלא חללים קטנים. עם זאת, דחיסה חמורה עלולה לגרום נזק לרפידה רכה מדי עבור מרווחים רחבים יותר.
מתח התמוטטות: אם היישום דורש בידוד חשמלי, יש לשקול מאפיין זה כדי להבטיח שהציוד עומד בקריטריונים של דרגת הבידוד.
גודל וצורה: גיליונות זמינים לרכישה וניתן לחתוך אותם-, לחתוך אותם, או לעצב אותם במיוחד לפי הרצוי.
כאשר מניחים רפידות סיליקון מוליכות תרמית, אילו אמצעי בטיחות יש לנקוט?
ודא שהמשטח נקי מאבק ושומן על ידי ניקויו.
במידת הצורך, הסר את סרט המגן לפני חיבור ויישור הרפידה בזהירות.
כדי להבטיח מגע מלא בין הרפידה למשטח, הפעל את כמות הלחץ הנכונה.
כדי למנוע קריעה, אין להתכופף או למתוח יתר על המידה.
כחומר ממשק תרמי יעיל, אמין וידידותי למשתמש-, רפידות סיליקון מוליכות טמפרטורה חיוניות לתעשיית האלקטרוניקה הנוכחית. השגת תכנון פיזור החום הטוב ביותר דורשת הבנה מעמיקה של ובחירה קפדנית של גורמים, כולל מוליכות תרמית, עובי וקשיות.
