La dissipazione del calore sta diventando un fattore critico nel determinare le prestazioni e la longevità dei prodotti nelle apparecchiature elettroniche odierne sempre più complesse e ad alto consumo di energia. Gli ingegneri e gli appassionati del-fai da te-ora preferiscono i cuscinetti in silicone termicamente conduttivi rispetto ad altri materiali di dissipazione del calore grazie alla loro capacità di riempimento superiore e alle qualità isolanti affidabili.
A cuscinetto in silicone termicamente conduttivoè un materiale di interfaccia termica simile a un foglio- composto da riempitivi termicamente conduttivi e silicone come materiale di base. Ha una consistenza liscia e un'elevata affinità superficiale, elasticità e comprimibilità.
Un modo per concettualizzare il suo funzionamento è come un "effetto di riempimento e ponte": ci sono numerosi spazi piccoli e impercettibili tra i dissipatori di calore e i componenti elettrici (come i chip). Il trasporto del calore è sostanzialmente ostacolato dalla scarsa conduttività termica dell'aria in questi spazi. Il cuscinetto in silicone termicamente conduttivo viene leggermente compresso sotto pressione, riempiendo con precisione questi spazi, rilasciando l'aria e creando un efficace canale di conduzione del calore tra la fonte di calore e il dissipatore di calore.
Caratteristiche e vantaggi principali dei cuscinetti in silicone che conducono il calore: Elevata conduttività termica. Il "coefficiente di conducibilità termica", che è il suo indicatore principale, quantifica la sua capacità di condurre il calore. La conduttività termica dei comuni cuscinetti in silicone termicamente conduttivo varia da 1,0 W/m·K a oltre 10,0 W/m·K, soddisfacendo una varietà di esigenze di dissipazione del calore.
Isolamento elettrico: eliminando con successo i cortocircuiti e garantendo un funzionamento sicuro delle apparecchiature, il substrato in silicone stesso funge da eccellente isolante elettrico.
Morbidezza, elasticità e resistenza termica a basso contatto: riduce notevolmente la resistenza termica a contatto riempiendo facilmente le superfici irregolari e ottenendo un contatto stretto anche a bassa pressione.
Adesione e usabilità naturali: la superficie è facile da rimuovere e sostituire e la sua leggera adesività ne facilita l'installazione e il posizionamento senza la necessità di adesivi aggiuntivi.
Resistenza alle alte e basse temperature e resistenza agli agenti atmosferici: prestazioni stabili, resistenza agli agenti atmosferici e all'invecchiamento e un ampio intervallo di temperature operative (solitamente da -40 gradi a 200 gradi).
Ammortizzazione e assorbimento degli urti: protegge componenti precisi offrendo un certo livello di assorbimento degli urti.
Dove è indispensabile?
Illuminazione a LED: conduzione termica tra i chip LED e il substrato in alluminio/alloggiamento del dissipatore di calore.
Moduli di potenza: isolamento termico tra l'alloggiamento e MOSFET di potenza, trasformatori e altre parti-che producono calore.
Dissipazione del calore dei chip nelle stazioni base, nei router, negli switch e in altre apparecchiature di comunicazione.
L'elettronica automobilistica nelle auto a nuova energia include controller del motore, sistemi di gestione della batteria (BMS) e-caricabatterie di bordo (OBC).
Smart TV, tablet e smartphone hanno tutti una dissipazione del calore localizzata.
Controllo industriale: dissipazione del calore dei dispositivi di potenza nelle apparecchiature di controllo industriale, inclusi servomotori e PLC.
Come scegliere il cuscinetto termico giusto?
La scelta del cuscinetto termico giusto richiede la considerazione dei seguenti parametri chiave:
L'indicatore più importante è la conduttività termica. Più alto non è necessariamente migliore; il consumo energetico della fonte di calore e la necessità di dissipazione del calore devono essere bilanciati. In generale, gli scenari a basso- consumo energetico possono utilizzare 1,0–3,0 W/m·K, mentre gli scenari ad alto- consumo energetico richiedono 5,0 W/m·K o più.
Il parametro che più facilmente verrà selezionato in modo errato è lo spessore. L'idea è che lo spessore del pad termico dovrebbe essere leggermente maggiore o uguale allo spazio reale tra la fonte di calore e il dissipatore di calore. Se è troppo spesso non verrà compresso, aumentando la resistenza termica; se è troppo sottile, non potrà riempire lo spazio. Gli spessori tipici vanno da 0,5 a 5,0 mm.
Durezza: Solitamente espressa in Shore 00. Un tampone più morbido con minore durezza è più facile da comprimere e riempire in piccoli spazi. Tuttavia, una compressione severa può danneggiare un cuscinetto eccessivamente morbido per spazi più ampi.
Tensione di rottura: se l'applicazione richiede isolamento elettrico, questa caratteristica deve essere considerata per garantire che l'apparecchiatura soddisfi i criteri della classe di isolamento.
Dimensioni e forma: i fogli sono disponibili per l'acquisto e possono essere fustellati-tagliati, perforati o modellati appositamente come desiderato.
Quando si posizionano i cuscinetti in silicone termicamente conduttivo, quali misure di sicurezza dovrebbero essere seguite?
Assicurarsi che la superficie sia priva di polvere e grasso pulendola.
Se necessario, rimuovere la pellicola protettiva prima di fissare e allineare con cura il cuscinetto.
Per garantire il contatto completo tra il tampone e la superficie, applicare la giusta quantità di pressione.
Per evitare strappi, non piegare o allungare eccessivamente.
Essendo un materiale di interfaccia termica altamente efficace, affidabile e-di facile utilizzo, i cuscinetti in silicone-conduttori di temperatura sono essenziali per l'attuale settore elettronico. Per ottenere il miglior progetto di dissipazione del calore è necessaria una conoscenza approfondita e un'attenta selezione di fattori, tra cui conduttività termica, spessore e durezza.