열 전도성 페이스트, 접착제, 컴파운드 및 절연 열 인터페이스 - 목적 및 응용

효과적으로 냉각해야 하는 표면에서 이 열을 회수하도록 설계된 장치로의 열 전달 품질을 개선하기 위해 소위 열 인터페이스가 사용됩니다.

열 인터페이스는 일반적으로 다중 구성 요소 열 전도성 화합물, 일반적으로 페이스트 또는 화합물의 레이어입니다.

오늘날 가장 널리 사용되는 열 인터페이스는 프로세서, 비디오 카드 칩 등 컴퓨터의 마이크로 전자 부품에 사용되는 것입니다. 열 인터페이스는 전원 회로도 높은 열을 경험하므로 효율적인 고품질 냉각이 필요한 다른 전자 장치에서 널리 사용됩니다. 열 인터페이스는 모든 유형의 열 공급 시스템에도 적용할 수 있습니다.

어떤 식으로든 다양한 열전도성 화합물이 전력 전자 장치, 무선 전자 장치, 컴퓨팅 및 측정 장비, 온도 센서가 있는 장치 등의 생산에 사용됩니다. 다른 방법으로. 큰 열 분산으로. 오늘날 페이스트, 접착제, 화합물, 금속, 개스킷과 같은 형태의 열 인터페이스가 있습니다.

열전달 페이스트

써멀 페이스트 또는 단순히 써멀 페이스트는 최신 열 인터페이스의 매우 일반적인 형태입니다. 열전도율이 좋은 다성분 플라스틱 혼합물입니다. 써멀 페이스트는 예를 들어 칩과 방열판 사이와 같이 두 접촉면 사이의 열 저항을 줄이는 데 사용됩니다.

열전도성 페이스트 덕분에 라디에이터와 냉각 표면 사이의 열전도율이 낮은 공기가 열전도율이 훨씬 높은 페이스트로 대체됩니다.

가장 일반적인 러시아산 페이스트는 KPT-8 및 AlSil-3입니다. 잘만, 쿨러마스터, 스틸프로스트 페이스트도 인기다.

열 전도성 페이스트의 주요 요구 사항은 열 저항이 가장 낮고, 시간이 지남에 따라 전체 작업 온도 범위에서 특성을 안정적으로 유지하며, 적용 및 세척이 용이하고 경우에 따라 적합하다는 것이 유용합니다. 전기 절연 특성.

열전도성 페이스트의 생산은 열전도율이 충분히 높은 최고의 열전도성 부품 및 필러의 사용과 관련이 있습니다.

텅스텐, 구리, 은, 다이아몬드, 아연 및 산화알루미늄, 알루미늄 및 질화붕소, 흑연, 그래핀 등을 기반으로 하는 미세분산 및 나노분산 분말 및 혼합물

페이스트 구성의 바인더는 광유 또는 합성 오일, 다양한 혼합물 및 저 휘발성 액체 일 수 있습니다. 바인더가 공기 중에서 중합되는 써멀 페이스트가 있습니다.

페이스트의 밀도를 높이기 위해 쉽게 기화되는 구성 요소가 구성에 추가되어 적용시 페이스트가 액체가 된 다음 고밀도 및 열전도율을 갖는 열 인터페이스로 변합니다. 이러한 유형의 열 전도성 조성물은 5 내지 100시간의 정상 작동 후 최대 열 전도성에 도달하는 특성을 갖는다.

상온에서 액체인 금속 기반 페이스트가 있습니다. 이러한 페이스트는 순수한 갈륨과 인듐, 그리고 이들을 기반으로 하는 합금으로 구성됩니다.

가장 좋고 가장 비싼 페이스트는은으로 만들어집니다. 산화 알루미늄 기반 페이스트가 최적으로 간주됩니다. 은과 알루미늄은 최종 제품의 열 저항이 가장 낮습니다. 세라믹 기반 페이스트는 저렴하지만 덜 효과적입니다.

가장 간단한 써멀 페이스트는 일반 흑연 연필의 납 가루를 사포에 문질러 광물성 윤활유 몇 방울을 섞어서 만들 수 있습니다.

위에서 언급한 바와 같이 열 페이스트의 일반적인 용도는 발열 요소와 방열 구조 사이, 예를 들어 프로세서와 냉각기 사이에 적용되는 전자 장치의 열 인터페이스입니다.

열 전도성 페이스트를 사용할 때 관찰해야 할 주요 사항은 레이어의 두께를 최소로 유지하는 것입니다. 이를 달성하려면 페이스트 제조업체의 권장 사항을 엄격히 준수해야 합니다.

두 부품의 열 접촉 부위에 약간의 페이스트를 바른 다음 두 표면을 함께 누르면서 간단히 부서집니다. 따라서 페이스트는 표면의 가장 작은 구멍을 채우고 외부로의 열 분배 및 전달을 위한 균일한 환경 형성에 기여합니다.

써멀 그리스는 특정 케이스의 유형 및 특성에 따라 열 방출이 특정 구성 요소에 대해 허용되는 것보다 높은 전자 제품의 다양한 어셈블리 및 구성 요소를 냉각하는 데 좋습니다. 스위칭 전원 공급 장치의 미세 회로 및 트랜지스터, 그림 램프 장치의 선형 스캐너, 음향 증폭기의 전력 스테이지 등 서멀 페이스트를 사용하는 일반적인 장소입니다.

열전달 접착제

예를 들어 패스너로 구성 요소를 서로 단단히 누를 수 없기 때문에 어떤 이유로 열전도 페이스트를 사용할 수없는 경우 열전도 접착제를 사용합니다. 방열판은 단순히 트랜지스터, 프로세서, 칩 등에 접착됩니다.

연결은 분리할 수 없는 것으로 판명되었으므로 정확하고 고품질의 접착을 위해 고도로 정밀한 접근과 기술 준수가 필요합니다. 기술을 위반하면 열 인터페이스의 두께가 매우 커질 수 있으며 접합부의 열전도율이 저하됩니다.

열 전도성 포팅 믹스

높은 열 전도성, 밀폐성, 전기적 및 기계적 강도 외에도 냉각 모듈은 가열된 구성 요소에서 장치 하우징으로 열을 전달하도록 설계된 중합성 혼합물로 간단히 채워집니다.

냉각된 모듈이 많은 열을 발산해야 하는 경우 화합물은 가열, 열 순환에 대한 충분한 저항성을 가지고 있어야 하며 모듈 내부의 온도 구배로 인한 열 응력을 견딜 수 있어야 합니다.

저융점 금속

열 인터페이스는 저융점 금속으로 두 표면을 납땜하는 방식을 기반으로 점점 더 많은 인기를 얻고 있습니다. 기술을 제대로 적용하면 기록적으로 낮은 열전도율을 얻을 수 있지만 방법이 복잡하고 한계가 많다.

우선, 재료에 따라 설치를 위해 결합 표면을 정성적으로 준비해야 하는데 이는 어려운 작업이 될 수 있습니다.

하이테크 산업에서는 일부 금속이 특수한 표면 처리가 필요함에도 불구하고 모든 금속을 납땜할 수 있습니다. 일상 생활에서 구리, 은, 금 등 주석 도금에 적합한 금속만이 질적으로 결합됩니다.

세라믹, 알루미늄 및 폴리머는 주석 도금에 전혀 적합하지 않으며 상황이 더 복잡하여 부품의 갈바닉 절연을 달성할 수 없습니다.

납땜을 시작하기 전에 접합할 향후 표면을 먼지로부터 청소해야 합니다. 저온에서는 플럭스가 일반적으로 도움이 되지 않기 때문에 부식 흔적을 효과적으로 제거하는 것이 중요합니다.

청소는 일반적으로 알코올, 에테르 또는 아세톤을 사용하여 기계적으로 수행됩니다. 이를 위해 때때로 열 인터페이스 패키지에 단단한 천과 알코올 천이 있습니다.손에서 얻을 수있는 그리스는 확실히 납땜 품질을 저하시키기 때문에 작업은 장갑으로 수행해야합니다.

납땜 자체는 제조업체가 지정한 강도를 준수하고 가열하여 수행해야 합니다. 일부 산업용 열 인터페이스는 연결된 부품을 60-90°C로 의무적으로 예열해야 하며 이는 일부 민감한 전자 부품에 위험할 수 있습니다. 초기 가열은 일반적으로 헤어 드라이어로 수행되며 작업 장치의 자체 발열로 납땜이 완료됩니다.

이 유형의 열 인터페이스는 녹는점이 상온보다 약간 높은 글로리 호일 형태와 페이스트 형태로 판매됩니다. 예를 들어 호일 형태의 Fields 합금의 융점은 50 ° C입니다. 페이스트 형태의 Galinstan은 실온에서 녹습니다. 호일과 달리 페이스트는 솔더링할 표면에 매우 잘 박혀야 하기 때문에 사용하기 더 어려운 반면 호일은 조립 중에 적절한 가열만 필요합니다.

절연 개스킷

전력 전자 장치에서 열 전달 요소와 방열판 요소 사이의 전기 절연이 종종 필요합니다. 따라서 열 전도성 페이스트가 적합하지 않은 경우 실리콘, 운모 또는 세라믹 기판이 사용됩니다.

유연한 소프트 패드는 실리콘으로 만들어지고 하드 패드는 세라믹으로 만들어집니다. 동박의 흔적이 적용된 얇은 세라믹 층으로 덮인 구리 또는 알루미늄 시트를 기반으로 한 인쇄 회로 기판이 있습니다.

일반적으로 이들은 트랙의 한쪽에 단면 보드이고 다른쪽에는 라디에이터에 부착할 표면이 있습니다.

또한 특수한 경우 라디에이터에 부착되는 하우징의 금속 부분이 즉시 에폭시 층으로 덮이는 전원 구성 요소가 생산됩니다.

열 인터페이스 사용의 특징

열 인터페이스를 적용 및 제거할 때 제조업체 및 냉각(냉각) 장치 제조업체의 권장 사항을 엄격히 준수해야 합니다. 과도하게 다른 회로에 들어가 단락을 일으킬 수 있으므로 전기 전도성 열 인터페이스로 작업할 때 특히 주의하는 것이 중요합니다.