كيفية اختيار مادة واجهة التوصيل الحراري الصحيحة

يواجه المزيد والمزيد من المصممين الكهربائيين تحديات شكل المعدات أو تبديد الحرارة، لكنهم قد لا يكونون على دراية بنطاق اختيار مواد واجهة التوصيل الحراري في السوق، ولا كيفية اختيار مزيج المواد الصحيح لحل تحديات التصميم المحددة. يوفر قسم المواد عالية الأداء في Du Bonlaird مجموعة متنوعة من خيارات مواد واجهة التوصيل الحراري، والتي يمكن أن تساعد المصممين في حل تحديات التوصيل الحراري المعقدة. تنطبق هذه الحلول على السيارات والاتصالات ومراكز البيانات وأنظمة تحويل الطاقة والعديد من المنتجات الأخرى.

تهدف مادة الواجهة الموصلة للحرارة إلى توفير سطح اتصال حراري موحد لسطحين متزاوجين، خاصة بين العناصر وأسطح تزاوج الرادياتير الخاصة بها. في الماضي، كان مصممو الأنظمة يستخدمون عادةً المراوح و/أو المشعاعات كعلاج سحري لحل معظم مشكلات التبريد في عناصر محددة. وذلك لأن معظم الحرارة يتم توليدها في مصادر طاقة كبيرة أو وحدات معالجة مركزية كبيرة، وكلاهما كبير بما يكفي لاستيعاب هذا النوع من معدات التبريد. حتى في الجيل الجديد من الأنظمة التي يتدفق من خلالها الهواء القسري، لا تزال هناك مشكلة تتعلق بكيفية تبديد الحرارة بسرعة من المكونات إلى المبرد. توفر مادة واجهة التوصيل الحراري حلاً للتوصيل الحراري عن طريق ملء الفجوة بين الأسطح المُشكَّلة لضمان اتصال موحد وكفاءة عالية في نقل الحرارة. تنطبق نفس الطريقة أيضًا على الحالة التي يتم فيها استخدام الغلاف كمبدد حراري.

أنواع المواد والمركبات البينية الموصلة للحرارة:

مواد السد لتوزيع السوائل، والتي تُعرف أكثر باسم المعجون الحراري أو الجل الحراري أو الشحم الحراري. يمكن تطبيق هذه المواد مباشرة على المكونات كمواد لاصقة للمشعات؛ ونظرًا لصعوبة إعادة المعالجة، نادرًا ما يتم استخدامها كمواد واجهة للأصداف. يمكن خلط هذه المواد مع الحشوات الخزفية أو الحشوات المعدنية أو أكسيد المعدن لتحقيق التوصيل الحراري العالي.

الشحوم الحرارية ومواد تغيير الطور؛ يمكن الحصول على الشحم الحراري باستخدام محلول طباعة الشاشة للحصول على سمك طبقة لاصقة أصغر. يعد الشحم المتغير الطور بديلاً أكثر تقدمًا للشحم الحراري، ومن خلال التحسين، يمكن تحقيق الحد الأقصى لمعدل نقل الحرارة ضمن نطاق درجة حرارة محدد. تستخدم هذه المواد عادة للمشعات التي يتم تثبيتها بالقوة الميكانيكية وتثبيتها في مكانها تحت ضغط ثابت. أثناء التشغيل، تتصلب المواد المتغيرة الطور أو تسيل إلى طبقة لزجة، مما يؤدي إلى إطلاق أو امتصاص الحرارة الكامنة بشكل منفصل، ويمكن طباعة هذه المواد عالية اللصق باستخدام طباعة الشاشة للحصول على الحد الأدنى من سمك الطبقة اللاصقة.

الوسادة الحرارية: هذه المواد الصلبة المشكلة مسبقًا سهلة الاستخدام للغاية، ويمكن أيضًا دمجها في عملية التجميع التلقائي. على الرغم من أن الوسادة الموصلة حرارياً تعتمد بشكل عام الشكل المُشكل مسبقًا، إلا أنه يمكن أيضًا قطعها بالقالب وفقًا للحجم المطلوب. إنها مناسبة للاستخدام على العناصر المستوية لتوصيل الرادياتير، أو توصيلها مباشرة بالهيكل.

هناك مجموعة متنوعة من مواصفات المواد المطبقة على مواد الواجهة الموصلة للحرارة. تعتبر الموصلية الحرارية للمواد أو المقاومة الحرارية للمنتجات المقدمة هي خصائص المواد الرئيسية التي يجب أخذها في الاعتبار، لأنه يمكن استخدام هذه القيمة كهدف تصميمي في المحاكاة أو بعض الحسابات الأساسية. بالإضافة إلى خصائص المواد، يجب على المصممين أيضًا مراعاة عملية التجميع الآلي في عملية التصنيع، بالإضافة إلى سهولة الإنتاج من خلال دمج حلول محددة في PCBA أو السكن.